TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
I -CHỌN ĐỘNG CƠ
I.1-Chọn kiểu loại động cơ :
I.1.1-Tính toán công suất :
A-Công suất làm việc:
Theo CT (2.11) [ I ]
P
lv
=
.
1000
F v
=
1000
9,0.9450
= 8,51 (kw)
B-Công suất tương đương:
Theo CT (2.14) [ I ]
P
tđ
=P
lv
.β
Với β=
8
3
.)
.75,0
(
8

5
.)(
22
T
T
T
T
+
= 0,91
P
tđ
=P
lv
.β = 0,91.8,51=7,74 (KW)
C- Công suất cần thiết:
P
ct
=
td
ht
P
η
(Kw)
Tính hiệu suất của hệ thống :
�
ht
= �
br
. �
x

. �
đ .
( (2.8-2.9)
Theo bảng (2.3) [ I ]
- Hiệu suất của bộ truyền bánh răng : �
br
= 0,95
- Hiệu suất truyền của bộ truyền xích : �
x
= 0,92
- Hiệu suất của bộ truyền đai : �
đ
= 0,95
- Hiệu suất truyền của ổ lăn :
⇒ �
ht
= �
br
. �
x
. �
đ .
(
ol
η
)
3

=



3
=
0,81
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 1
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
P
ct
=
td
ht
P
η
=
81,0
74,7
= 9,56 (Kw)

I.1.2-Tính sơ bộ số vòng quay đồng bộ:
A- Số vòng quay làm việc:
Theo CT (2.17) [ I ]:
n
lv
=

D
V
π

.60000

=

600.
9,0.60000
π
= 28,65
(Vòng/phút)

B- Số vòng quay sơ bộ:
Theo CT (2.18) [ I ]:
n
sb
= n
lv.
u
sb
Tỷ số truyền sơ bộ của động cơ là :


u
sb =
u
đai.
u
bánh răng.
u
xích


Tra bảng (2.4) [ I ]:
Chọn u
bánh răng
= 3 ; u
đai
= 3,15 ; u
xích
= 3
(2.15)
Suy ra :

u
sb =
3,15.3.3
=
28,35
Vậy : n
sb
= n
lv.
u
sb
=

28,65.28,35= 812,23 (vòng/phút)
I.1.3-Chọn động cơ :
Tra bảng P-1.3 (trang237) động cơ điện 4A ta chọn động cơ :
Kiểu ðộng
cõ
Công

suất,k
W
Vận
tốc
quay,
v/p
Cos
ối
lượng
m
m
m
DK63-6 10 960 0,82 190 2,
2
1,
4
45

Động cơ thỏa mãn các thông số cần thiết .
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 2
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
I.2.PHÂN PHỐI TỶ SỐ TRUYỀN
I.2.1. Tỷ số truyền của hệ dẫn động:
u
t
= n
đc
/n

lv
=
65,28
960
= 33,51
Chọn : u
đ
= 4 ; u
br
= 3
u
xích
=
79,2
4.3
51,33
=

I.2.2.Số vòng quay trên các trục :
Trục động cơ : n
đc
= 960 (vòng/phút)
Trục I : n
I
= n
đc
/u
đ
= 960/4 = 240 (vòng/phút)
Trục II : n

II
= n
I
/u
br
= 240/3 = 80 (vòng/phút)
Trục công tác : n
công tác
= n
II
/u
xích
= 80/2,79 = 28,67(vòng/phút)
I.3. Tính toán động học
I.3.1.Công suất trên các trục :
Ta có :
Công suất làm việc : P
đc
= P
ct
= 9,56 (KW )
Công suất trên trục I: P
I
= P
đc
.n
đ
= 9,56.0,95 = 9,08 (KW)
Công suất trên trục II : P
II

= P
I
. .
= 9,08 0,99 0,95 = 8,54(KW)
Công suất công tác : P
ct
= P
II
. .
=

2
= 7,70 (KW)
I.3.2.Mô men xoắn trên các trục :
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 3
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
T
i
=9,55.10
6
. (Nmm)
Trục động cơ : T
đc
=9,55.10
6
. = 9,55.10
6
.

960
56,9
= 95102,08
(Nmm)
Trục I: T
I
=9,55.10
6
I
I
P
n
=9,55.10
6
.
240
08,9
=361308,33 (Nmm)
Trục II: T
II
=9,55.10
6
II
II
P
n
=9,55.10
6
.
80

54,8
= 1019462,50 (Nmm)
Trục công tác: T
ct
=9,55.10
6
=9,55.10
6.
67,28
70,7
= 2564876,18
(Nmm)
* BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN :
Trục
Thông số
Ðộng cơ I II Công tác
Tỷ số truyền
u
u
ð
= 3,15 U
br
= 3 u
x
= 3
Số vòng quay
n (v/p)
960 240 80 28,67
Công suất
P (KW)

9,56 9,08 8,54 7,70
Momen xoắn
T (N.mm)
95102,08 361308,33 1019462,50 2564876,18
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 4
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH

II-THIT K B TRUYN AI THANG:
Thit k truyn ai gm cỏc bc :
- Chn loi ai, tit din ai
- Xỏc nh cỏc kớch thc v thụng s b truyn.
- Xỏc nh cỏc thụng s ca ai theo ch tiờu v kh nng kộo ca ai v v tui th.
- Xỏc nh lc cng ai v lc tỏc dng lờn trc.
Theo hỡnh dng tit din ai, phõn ra : ai dt (tit din ch nht), ai hỡnh thang
(ai hỡnh chờm), ai nhiu chờm (ai hỡnh lc) v ai rng.
II. 1 . Xác định kiểu đai
Các thông số của động cơ và tỉ số truyền của bộ truyền đai:
n
dc
=960 (vòng/phút) ; P
ng c
=P
1
= 9,56(KW) ; u
đai
= 3.15 ;
Chọn loại tiết diện đai hình thang và do không có yêu cầu đặc biệt nào nên ta
chọn loại đai hình thang bình thờng trong bảng 4.13[I]. Theo đó, thông số kích

thớc cơ bản của đai đợc cho trong bảng sau:
Loại đai
Kích thớc mặt cắt (mm)
Diện tích
A(mm
2
)
d
1
(mm)
Chiu di
gii hn l
(mm)
b
t
b h y
0
Thang
Thýng
14 17 10,5 4 138 140-280
800-6300
II.2-Tớnh chn s b ai
Chn ng bỏnh ai nh : d
1
=200 (mm) ;
Tính vận tốc đai:
GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 5
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH

v =
60000

11
nd

=
60000
960.200.

= 10,05
(m/s)
v<v
max
= 25 ( m/s)
Nh vậy vận tốc đai tính toán nhỏ hơn vận tốc đai cho phép v
max
= 25 m/s
(đối với loại đai thang thng).
Ta cú h s trt ai :


= 0,01 0,02 ; chn


= 0,02
Suy ra ng kớnh bỏnh ai ln :
d
2
= =200.3,15.(1-0,02)=617,4

(mm) (4.26.T67)
Chọn d
2
= 630 mm theo tiờu chun
Nh vy t s truyn thc t u
t
=d
2
/d
1
.(1-
=630/200.(1-0,02)=3,21
Vy =(u
t
-u)/u=(3,21-3,15).100/3,15=1,9% < 4%
Suy ra t s truyn thc t bng t s truyn ó chn.
Theo bng 4.14 Ta cú: d
2
=630 ; u

=3,15
a
sb
=d
2
.1=630.1=630 (mm)
Vy a
sb
=630 (mm)
Chiều dài sơ bộ của đai là:


l
sb
= 2.a
sb
+
2
)(
21
dd +

+
sb
a
dd
.4
)(
2
12

= 2.630 +
+


=2637,13 (mm)
Tra bng 4.13[II] , ta chn chiu di ai tiờu chun l l

=2500 (mm)
Số vòng chạy của đai:
GVHD: HONG MINH THUN

SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 6
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH
i = =
5,2
05,10
= 4,02 < i
max
= 10
Khoảng cách trục tớnh túan li l:
a = (

+
2 2
8


)/4
với:

=
1 2
( )
2
d d
l

+

=2500-3,14.(200+630)/2 =1196,24 (mm)

và:

= (d
2
-d
1
)/2 = (630 - 200)/2 = 215 (mm)
a =

=
556,60(mm)
Vy khong cỏch trc thc t l :
a
w
= 556,60 (mm)
iều kiện khoảng cách trục cần thỏa mãn:
0,55(d
1
+ d
2
) + h a 2(d
1
+ d
2
)
Ta có: 0,55(d
1
+ d
2
) +h = 0,55.(200 + 630) + 10,5= 467 (mm)

2(d
1
+ d
2
) = 2.(200 + 630) = 1660 (mm)
Vậy tr s a thỏa mãn điều kiện cho phộp v khoảng cách trục.

Tính góc ôm
1
trên bánh đai nhỏ theo công thức:


1
= 180
o
-
a
dd
o
57).(
12

= 180
0

60,556
)200630(
=136
0


Vậy
1
=136
0
>120
O
góc ôm thỏa mãn điều kiện.
II.3-Xỏc nh s ai
z =
[ ]
zul
dcd
CCCCP
KP

.
.
0

Trong đó:
+ Công suất trên trục bánh đai chủ động :
P
cđ
= P
1
= P
ng c
= 9,56 ( Kw )
+ Công suất cho phép : (Tra bng 4.19[I] )
[P

0
] = 3,38 ( KW)
GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 7
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH
+ H s ti trng ng : (Tra bng 4.7[I] )
K

= 1,0
+ Hệ số kể đến ảnh hởng của góc ôm
1
: (Tra bng 4.10[II )
C

=1-0,0025.(180-
1

)= 0,89
+ Hệ số kể đến ảnh hởng của chiều dài đai: (Tra bng 4.16[I] v 4.19[I] )
Ta cú: l
0
= 2240 l/l
0
= 2500/2240=1,12
Vy: C
l
= 1,04
+ Hệ số kể đến ảnh hởng của tỉ số truyền : ( Tra bng 4.17[I] )
C

u
= 1,14
+ Hệ số kể đến ảnh hởng của sự phân bố không đều tải trọng cho các dây đai :
+ Ta cú

83,2
38,3
56,9
][
0
1
==
P
P

Tra bng 4.18[I]-T61 , ta c : C
z
=0,95
Vy Z =
82,2
14,1.95,0.04,1.89,0.38,3
0,1.56,9
=
( ai)
Vy chn Z = 3 ai
II.4-Xỏc nh chiu rng bỏnh ai
- Chiều rộng của bánh đai đợc xác định theo công thức:
B = (z - 1)t + 2e
Tra bng 4.21[I] :
t = 19 mm ; e = 12,5 mm ; h

0
= 4,2mm
Vậy: B = (3 - 1).19+ 2.12,5 = 63 mm
Đờng kính ngoài của bánh đai :
d
a

= d + 2h
0

- Đờng kính ngoài của bánh đai nhỏ là:
d
a1
= d
1
+ 2h
0
= 200 +2.4,2=208,4
- Đờng kính ngoài của bánh đai lớn là:
d
a2
= d
2
+ 2h
0
= 630+2.4,2 = 638,4 (mm)
II.5-Xỏc nh cỏc lc trong b truyn
- Xác định lực vòng theo công thức: F
v
= q

m
. v
2

Vi: q
m :
Khi lng 1m chiu di ai . Tra bng 4.22[I]-T64 ta c
q
m
=0,178.10,05
2
=17,98 (N)

Khối lợng 1 mét chiều dài đai q
m
= 0,178 (kg/m). ( Tra bng 4.22[I] )
F
v
= 0,178.10,05
2
= 17,98 (N)
- Xác định lực căng ban đầu:
GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 8
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
F
0
=
780. .

. .
o d
P K
v C z
α
+ F
v
=
98,17
3.89,0.05,10
0,1.56,9
780 +
= 295,87
(N)
Lùc t¸c dông lªn trôc :
F
r
= 2F
0
.z.sin






2
1
α
= 2.295,87.3.sin

2
136
= 1645,96 (N)
B¶ng th«ng sè cña bé truyÒn ®ai
Thông số Ðai thang thýờng

Ðýờng kính bánh ðai nhỏ :
200mm
Ðýờng kính bánh ðai nhỏ : 630mm

Chiều rộng bánh ðai : B
63 mm
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 9
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH

Chiu di ai : l
2500mm
S ai : z 3 ai
Khong cỏch trc : a 556,60 mm
Gúc ụm : 136
Lc cóng ban u : 295,87 N

Lc tỏc dng lờn trc : F
r
11645,96N
III-THIT K B TRUYN XCH
III. 1. Chọn loại xích
Do bộ truyền tải không lớn, ta chọn loại xích ng con ln 1 dóy gi tt l xớch

con lăn một dãy. Loại xích này chế tạo đơn giản, giá thành hạ và có độ bền
mòn cao.
III. 2. Xác định các thông số của xích và bộ truyền xích
a. Chọn số răng đĩa xích
Số răng đĩa xích nhỏ : Vi u
xớch
= 3
z
1
= 29-2.3=23>19
( Tra bng 5.4[I] ) Chn z
1
= 23
GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 10
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH
Số răng đĩa xích lớn:
z
2
= u
xích
. z
1
= 3.23= 69< Z
max
=120
Chn z
2
=69

b.Xỏc nh bc xớch
Bớc xích p đợc xác định từ chỉ tiêu về độ bền mòn của bản lề. Điều kiện đảm
bảo chỉ tiêu về độ bền mòn của bộ truyền xích đợc viết dới dạng:
P
t
= P. k. k
z
. k
n
[P]
Trong đó:
P
t
- Công suất tính toán
(Tra bng 5.5[I] ) ta cú:
P = 8,54 KW
Công suất cần truyền ;
Hệ số răng : k
z
=
1
01
z
z
=
23
25
= 1,0
k
n

- Hệ số vòng quay: k
n
=
01
II
n
n
=
80
50
= 0,63
Hệ số k đợc xác định theo công thức:
k = k
O
. k
a
. k
đc
. k
bt
. k
đ
. k
c

Trong đó : (Tra bng 5.6[I] )
Hệ số kể đến ảnh hởng của vị trí bộ truyền :
k
O
= 1 ( Do gúc nghieng ni tõm 55

0
<60
0
)
Hệ số kể đến ảnh hởng của khoảng cách trục và chiều dài xích:
k
a
= 1 chn a = 35p

Hệ số kể đến ảnh hởng của việc điều chỉnh lực căng :
k
đc
= 1,25(iu chnh bng 1 trong cỏc a xớch);
Hệ số kể đến ảnh hởng của bôi trơn:
k
bt
= 1,3 (Tra bng 5.6[I] v 5.7[I] )
Hệ số tải trọng động : k
đ
= 1
Hệ số kể đến chế độ làm việc của bộ truyền :
k
c
= 1 (Lm vic 1 ca )
k = 1.1.1,25.1,3,1,1=1,63
Từ (I -81) ta tính đợc: P
t
= 8,54.1,09.0,63.1,63 =38,1 [P]

Vy tra bng 5.5: vi n

01
= 200 vg/ph ta chn bc xớch :
p = 38,1(mm) < p
max
= 50,8 (mm) Tha món iu kin
GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 11
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH
c.Khong cỏch trc v s mt xớch
Tính khoảng cách trục sơ bộ, ta lấy:
a
sb
= 40p=40.38,1=1532,40 (mm)
Ta xác định số mắt xích theo công thức:
x =
p
a2
+
2
21
zz +
+
a
pzz
2
2
12
4
.)(




x =
77,127
40,1532.4
1,38.)2369(
2
6923
1,38
40,1532.2
2
2
=

+
+
+

Ta lấy số mắt xích chẵn x
c
= 128 , tính lại khoảng cách trục theo công thức:
a

= 0,25.p
( )


















+++
2
12
2
1212
)(
2)](5,0[5,0

zz
zzxzzx
cc

Theo đó, ta tính đợc:
a

=0,25.38,1 {128-0,5(23+69)+
]}

2369
[2)]6923(5,0128[
2


+
a


=1536,79 (mm)
Để xích không chịu lực căng quá lớn, ta cần giảm khoảng cách trục đi một lợng:
a = 0,003.a = 0,003.1536,79=4,61 (mm)
a = a

- a =1536,79-4,61 =1532,18 (mm)
Số lần va đập của bản lề xích trong 1 giây:
i = [i]

Ta cú : i =
128.15
80.23
= 0,96
i = 1,32 < [i] = 20 (Tra bng 5.9[I] )
Vy sự va đập của các mắt xích vào các răng trên đĩa xích đảm bảo, không
gây ra hiện tợng gẫy các răng và đứt mắt xích.

d. Kiểm nghiệm xích về độ bền
Với các bộ truyền xích bị quá tải lớn khi mở máy hoặc thờng xuyên chịu tải
trọng va đập trong quá trình làm việc cần tiến hành kiểm nghiệm về quá tải theo hệ
số an toàn:

GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 12
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH
s =
vtd
FFFk
Q
++
0
.
[s] (5.15)
(Bng 5.2[II] )
Trong đó: - Tải trọng phá hỏng : Q = 127 kN = 127000 N
- Khối lợng của 1 mét xích : q = 5,5 kg
- Hệ số tải trọng động : k
đ
= 1
- Vận tốc trên vành đĩa dẫn z
1
:
v =
3
1
10.60

II
npz
=
60000

80.1,38.23
=1,17 (m/s)


- Lực vòng trên đĩa xích:
F
t
= =
17,1
54,8.1000
= 7299,15(N)
- Lực căng do lực ly tâm sinh ra khi làm việc:
F
v
= q. v
2
= 5,5. 1,17
2
= 7,53 (N)
-Lực căng do nhánh xích bị động sinh ra:
F
0
= 9,81. k
f
. q. a
Trong đó :
- Hệ số phụ thuộc vào độ võng f của xích và vị trí bộ truyền:
Chn k
f
= 1 (Theo 5.16/t85)

F
0
= 9,81.6.5.1,53218=496,01 (N)
Từ đó, ta tính đợc: s =
53,701,49615,7299.1
127000
++
=
16,28 [s]
=
8,2


Vy bộ truyền xích đảm bảo đủ bn
e. Xác định đờng kính đĩa xích
Đờng kính vòng chia d
1
và d
2
:
d
1
=









1
sin
z
p

= 279,80(mm)
d
2
=








2
sin
z
p

= 837,09 (mm)

GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 13
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH


Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc của đĩa xích:
ng suất tiếp xúc
H
trên mặt răng đĩa xích phải nghiệm điều kiện:

H
= 0,47.
( )
d
vddtr
kA
EFKFk
.
.+
[
H
]
Chn vt liu lm a xớch l thộp 45 tụi ci thin t HB321,tra theo
bng(5.11/t86) ta cú: [
H
] =650 (MPa )

- Lực vòng trên băng tải : F
t
= 7299,15(N)
- Lực va đập trên m dãy xích (m = 1) :
F
vd
= 13. 10
-7

. n
II
. p
3
. m
= 13. 10
-7
. 80. (38,1)
3
. 1 = 5,75 N
- Hệ số phân phân bố không đều tải trọng cho các dãy:
k
d
= 1 (xích 1 dãy)
- Hệ số tải trọng động :
K
d
= 1 ( Bảng 5. 6 [I] )
- Hệ số kể đến ảnh hởng của số răng đĩa xích :
với z
1
= 23 k
r1
= 0,48
- Mô đun đàn hồi : E =
21
21
.2
EE
EE

+
với : E
1
, E
2
lần lợt là mô đun đàn hồi của vật liệu con lăn và răng đĩa xích,
lấy E = 2,1. 10
5
Mpa
- Diện tích chiếu của bản l : A = 395 (mm
2
) (bng 5.12)


H1
= 0,47.
( )
1.395
10.1,2.75,51.15,7299.48,0
5
+
= 641,71
- ứng suất tiếp xúc
H
trên mặt răng đĩa xích 2:
Với: z
2
= 69 k
r2
= 0,22

F
vd2
= 13. 10
-7
. n
III
. p
3
. m = 13. 10
-7
. 25,48. (38,1)
3
. 1 = 1,83 (N)
=>
H2
= 0,47.
1.95,3
10.1,2).38,11.15,7299.22,0
5
+
= 434,44
Nh vậy:
H1
= 641,71

H2
=434,44
Dựng thộp 45 tụi ci thin t nhit rn HB321 s t c ng sut tip xỳc
cho phộp [
H

] = 650 MPa,m bo c bn tip xỳc cho rng a 1.tng
t,
H2
[
H
] ( vi cựng vt liu v nhit luyn)
f. Xác định các lực tác dụng lên trục
Lực căng trên bánh chủ động F
1
và trên bánh bị động F
2
:
GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 14
TRíNG éI HC SPKT HíNG YấN é N Cế S THIT K MY
KHOA Cế KH
F
1
= F
t
+ F
2

F
2
= F
0
+ F
v


Trong tính toán thực tế, ta có thể bỏ qua lực F
0
và F
v
nên F
1
= F
t
vì vậy lực tác
dụng lên trục đợc xác định theo công thức:
F
r
= k
x
. F
t
Trong đó: k
x:
Hệ số kể đến ảnh hởng của trọng lợng xích :
với : k
x
= 1,05 (B truyn nm ngang mt gúc > 45
0
)
F
t
- Lực vòng trên băng tải, F
t
= 4672,8(N)
F

r
= 1,05 .7299,15=7664,11 N
Bng tng hp s liu v b truyn xớch.
Thụng s Ký hiu Giỏ tr
Loi xớch xớch con ln
Bc xớch p 38,1
GVHD: HONG MINH THUN
SVTH: Nguyn Vn Trung LP CTK8 Page 15
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
Số mắt xích X 128
Khoảng cách
trục
a 1532,18
Số răng đĩa xích
Z
1
Z
2
23
69
Vật liệu đĩa
xích
Thép 45 tôi cải thiện
Thép 45 tôi cải thiện
Đường kính
vòng chia
d
1
d

2
200 mm
630 mm
Lực tác dụng
lên trục F
r
7664,11 N


Phần III: Tính bánh răng côn răng thẳng
III.1 Chọn vật liệu
Tra bảng 6.1 [1]
Vật liệu Nhiêt luyện Kích thýớc
s,mm
Ðộ rắn Giới hạn bền Giới hạn chảy
40X Tôi cải thiện 100 230-260 850 550
chọn
1
HB
=240
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 16
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ

2
HB
= 230
Tính ứng suất cho phép:
ứng suất tiếp xúc cho phép được xác định bằng công thức sau

[σ
H
] = .K
HL

[σ
F
] = .K
FL
.K
FC

Trong đó
S
H
, S
F
là hệ số an toàn khi tính về tiếp xúc và uốn tra bảng 6.2 (I) trang 94
ta chọn S
H
=1,1 và σ
Hlim
ْ =2HB + 70
S
F
= 1,75 và σ
Flim
ْ = 1,8HB
K
HL

, K
FL
là hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ va chế độ tải trọng của bộ truyền,
được xác định theo công thức sau :
K
HL
=
/
H
m
HO HE
N N
K
FL
=
/
F
m
FO FE
N N

Trong đó:
+ m
H
- Bậc của đường cong mỏi khi thử về tiếp xúc m
H
= 6 khi độ rắn mặt răng HB ≤ 350
+N
HO
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc

Theo CT 6.5[I] : N
HO
= 30.H
4,2
HB
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 17
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
N
HO
1
=30.240
2,4
=15,47.10
6
N
HO
2
=30.230
2,4
=13,97.10
6
N
HE
, Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương. Khi bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc
theo CT 6.7[I]:
N
HE
=

( )
3
ax
60 /
i m i i
c T T n t
∑
Trong đó:
c - Số lần ăn khớp trong một vòng quay của bánh răng;
n
i
- Số vòng quay của bánh răng trong một phút;
T
i
- Mô men xoắn ở chế độ thứ i;
T
max
- Mô men xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng đang xét;
t
i
- Tổng số giờ làm việc của bánh răng t
i
= 20000( giờ).
Ta có: với bánh răng nhỏ (bánh răng 1):
c = 1; n
I
= 240 v/p.
với bánh răng lớn (bánh răng 2):
c = 1; n
II

= 80 v/p.

=> N
HE
1
= 60.1.240.20000.( 1
3
.0,625 + (0.75)
3
.0,375) = 225,56.10
6
N
HE
2
= 60.1.80.20000.( 1
3
.0,625 + (0,75)
3
.0,375) =75,19.10
6
Ta thấy N
HE
1
> N
HO
1
, N
HE
2
> N

HO
2
do vậy ta chọn:
⇒ K
HL1
= 1 , K
HL2
= 1;
- K
FL
hệ số tuổi thọ, xét đến ảnh hưởng của thời hạn phục vụ của bộ truyền, được xác định theo CT
6.3[I]:
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 18
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
K
FL
=
F
m
FE
FO
N
N

Trong đó:
+ m
F
- Bậc của đường cong mỏi khi thử về uốn m

F
= 6 khi độ rắn mặt răng HB ≤ 350 ;
+ N
FO
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về uốn;
N
FO
= 4. đối với tất cả các loại thép;
+ N
FE
, Số chu kỳ thay đổi ứng suất tương đương. Khi bộ truyền chịu tải trọng thay đổi nhiều bậc
theo CT 6.8[I]:
N
FE
= 60.c.
( )
ii
m
i
tnTT
F
∑
max
/
Trong đó:
c - Số lần ăn khớp trong một vòng quay của bánh răng;
n
i
- Số vòng quay của bánh răng trong một phút;
T

i
- Mô men xoắn ở chế độ thứ i;
T
max
- Mô men xoắn lớn nhất tác dụng lên bánh răng đang xét;
t
i
- Tổng số giờ làm việc của bánh răng t
i
= 20000( giờ).
Ta có:
với bánh răng nhỏ (bánh răng 1) : c = 1; n
I
= 240 v/p
với bánh răng lớn (bánh răng 2) : c = 1; n
II
= 80 v/p
⇒ N
FE1
=60.1.240.20000.( 1
6
.0,625 + (0,75)
6
.0,375 ) = 199,22. 10
6
N
FE2
= 60.1.80.20000.( 1
6
.0,625 + (0,75)

6
.0,375 ) =66,41.10
6
Ta thấy: N
FE1
> N
FO
, N
FE2
> N
FO
do vậy ta chọn:
K
FL1
= 1 , K
FL2
= 1
K
FC
hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng. K
FC
= 1 ( đặt tải 1 phía )
Suy ra
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 19
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
[σ
H
] =

2. 70
1,1
HB +

[σ
F
] =
1,8.
1,75
HB
Ta có : Bánh chủ động
[σ
H1
] =
1,1
70.2
1
+HB
=
2.240 70
1,1
+
=500 MPa
[σ
F1
] =
75,1
.8,1
1
HB

=
1,8.240
1,75
= 246,86 MPa
Bánh bị động
[σ
H2
] =
1,1
70.2
2
+HB
=
2.230 70
1,1
+
=481,82 MPa
[σ
F2
] =
75,1
.8,1
2
HB
=
1,8.230
1,75
= 236,57 MPa
Bánh răng côn răng thẳng
[σ

H
] =min([σ
H1
]; [σ
H2
]) = [σ
H2
] =481,82 MPa
Ứng suất cho phép khi quá tải σ
[σ
H1
]max =[σ
H2
]max =2,8.σ
ch
=2,8.550 =1540 MPa
 [σ
H
]max = min ([σ
H1
]; [σ
H2
]) = 1540 Mpa
[ σ
F
]
max


= 0,8. σ

ch
[ σ
F1
]
max
=[ σ
F2
]
max
= 0,8. σ
ch1
=0,8 .550 =440 Mpa
III.2 Tính toán bộ truyền bánh răng côn
III.2.1 xác định chiều dài côn ngoài và đường kính chia ngoài d
el
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 20
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
Công thức thiết kế có dạng:
R
e
=
( )
[ ]
1
2
3
2
.

. 1.
1 .
H
R
be be H
T K
K u
K K u
β
σ
+
−
Hoặc
d
el
=
( )
[ ]
1
3
2
.
.
1 .
H
d
be be H
T K
K
K K u

β
σ
−

K
R
= 0,5 K
d
hệ số phụ thuộc vào vật liệu bánh răng và loại răng.
K
d
= 100MPa
1/3
với bánh răng côn răng thẳng
Kd=2K
R
suy ra K
R
=50 MPa
1/3
K
Hβ
hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng bánh răng côn. Tra bảng 6.21
trang 113 ta có K
Hβ
phụ thuộc vào K
be
K
be
hệ số chiều rộng vành răng

K
be
=0,25 – 0,3
Chọn K
be
=0,25 vì u > 3
T
1
mô men xoắn trên trục chủ động
[σ
H
] ứng suất tiếp xúc cho phép
.
2
be
be
K u
K−
=
25,02
3.25,0
−
= 0,43
Tra bảng 6.21 chọn K
Hβ
=1,20
Suy ra
R
e
=

( )
[ ]
1
2
3
2
.
. 1.
1 .
H
R
be be H
T K
K u
K K u
β
σ
+
−
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 21
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
R
e
=50.
13
2
+
.

3
2
82,481.3.25,0).25,01(
20,1.33,361308
−
= 235,88m
d
e1
=K
d
.
}][ ).1{(/.13
2
uKKKT
HbebeH
σ
β
−
=100.
3
2
82,481.3.25,0).25,01((
20,1.33,361308
−

=149,18
III.2.2 Các thông số ăn khớp
+Số răng bánh nhỏ
d
e1

= 149,18mm
Tra bảng 6.22 trang 114 chọn z
1p
=22 răng
 Z
1
= 1,6.z
1p
=1,6.22 = 35,20
 Chọn Z
1
= 35 răng
+Đường kính trung bình của bánh nhỏ
d
m1
=(1 – 0,5
be
K
).d
e1
= (1- 0,5.0,25). 149,18= 130,53mm
Mô đun trung bình
m
tm
= d
m1
/z
1
=
35

53,130
= 3,73
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 22
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
Xác định mô đun
Răng côn răng thẳng
m
te
=m
tm
/(1 – 0,5.K
be
) = 3,73/(1- 0,5.0,25) =4,26
Tra bảng 6.8 [I] lấy: m
te
= 4
Tính lại m
tm
và d
m1
m
tm
=m
te
.(1 – 0,5.K
be
) = 4.(1 – 0,5.0,25) = 3,5
d

m1
= m
tm
.z
1
= 3,5 . 35 = 122,5 mm
+Số răng bánh lớn:
z
2
= u
br
.z
1
= 3.35=105 răng
+Góc côn chia

1
δ
= arctg (z
1
/z
2
) = arctg(35/105)= 18,43
0

2
δ
= 90 -
1
δ

= 90
0
- 18,43
0
=71,57
0
+đường kính trung bình của bánh nhỏ.
d
m1
= Z
1
.m
tm
= 40. 3,5= 122,50 mm
d
m2
= Z
2
.m
tm
=105.3,5=367,50 mm
+Tính chính xác chiều dài côn ngoài
R
e
=0,5.m
te
.
2 2
1 2
z z+

=0,5.4.
22
10535 +
=221,36
+Chiều rộng vành răng b
b = R
e
. K
be
=221,36.0,25=55,34 mm
+Đường kính chia ngoài
d
e1
= m
te
.z
1
= 4.35 = 140 mm
d
e2
= m
te
.z
2
= 4.105= 420 mm
+Chiều cao răng ngoài
h
e
= 2h
te

.m
te
+c ; với h
te
= =cos 30=0,87; c=0,2m
te
=0,8
=> h
e
=2.0,87.4 + 0,8 =7,76
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 23
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
+Chiều cao đầu răng ngoài
h
ae1
= ( h
te
+ x
n1
.cosβ
m
).m
te

tra bảng 6.20 –[I]
Ta có: x
n1
= 2. =2.(1-

35
)87,0(
).
3
1
3
2
= 0,24
h
te
= cos β
m
=0,87
=> h
ae1
=(0,87+0,24.0,87).4=4,32
h
ae2
=2h
te
.m
te
- h
ae1
=2. 0,87.4 4,32=2,64
+Chiều cao chân răng ngoài
h
fe1
=h
e

- h
ae1
=7,76– 4,32 = 3,44 mm
h
fe2
=h
e
- h
ae2
=7,76– 2,64= 5,12 mm
+đường kính đỉnh răng ngoài
d
ae1
= d
e1
+ 2.h
ae1
.cos = 140+ 2.4,32.cos 18,43
0
=148,20 mm
d
ae2
= d
e2
+ 2.h
ae2
. cos = 420+ 2. 2,64.cos 71,57
0
= 421,67 mm,
+Chiều dài côn trung bình

R
m
= R
e
-0,5b=235,88-0,5. 55,34 =208,21
- Chiều dày răng ngoài:
S
e1
= (0,5π + 2.x
n1
.tg α
n
+ x
τ1
).m
te

X
n1
= 0,24; α
n
= 45
0
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 24
TRÝỜNG ÐẠI HỌC SPKT HÝNG YÊN ÐỒ ÁN CÕ SỞ THIẾT KẾ MÁY
KHOA CÕ KHÍ
CT 6.51[I]: x
τ1
= a + b.(u – 2,5) = 0,03 + 0,008.(3 – 2,5) = 0,034

 S
e1
=(0,5.3,14+2.0,24.1+0,034).4= 8,34 mm
 S
e2
= π.m
te
– s
e1
= 3,14.4 – 8,34=4,22 mm
- Góc chân răng:
θ
f1
= arc tg h
fe1
/R
e
= arc tg 3,44 / 235,88= 0,84
0
θ
f2
= arc tg h
fe2
/R
e
= arc tg 5,12 / 235,88= 1,24
0
- Góc côn đỉnh:
δ
a1

= δ
1
+ θ
f2
= 18,43
0
+ 1,24
0
= 19,67
0
δ
a2
= δ
2
+ θ
f1
= 71,57
0
+ 0,84
0
= 72,41
0
- Góc côn đáy:
δ
f1
= δ
1
- θ
f1
= 18,43

0
– 0,84
0
= 17,59
0
δ
f2
= δ
2
- θ
f2
= 71,57
0
– 1,24
0
= 70,33
0
III.2.3 Kiểm nghiệm về độ bền tiếp xúc
σ
H
=Z
M
.Z
H
.Z
ε.
2
1
2
1

2 . 1
0,85
H
m
T K u
bd u
+

Trong đó
Z
M
là hệ số kể đến cơ tính vật liệu của bánh răng ăn khớp
Tra bảng 6.5 trang 96 suy ra Z
M
= 274 MPa
1/3
Z
H
= hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc
Tra bảng 6.12 trang106 ta có Z
H
=1,56
GVHD: HOÀNG MINH THUẬN
SVTH: Nguyễn Văn Trung – LỚP CTK8 Page 25