^Đầ án
án @h
@/tíì CJiứ
ỶĨiỉí JHúíị
^Đầ
JtlÚ Ịi

QlạẦiụln Qtítảl
QlụẮiụẪn
Qỉhảl Qụ
Qu á
á ntị
n tị

Lơrí
XXtA.HỆ DÂN ĐỘNG
PHÀN I - TÍNH
TOÁN
CHƯƠNG 1:
ĐỒ án môn học chi tiết máy là một đồ án chuyên ngành chính của sinh
CHỌN ĐỘNG Cơ ĐIỆN VÀ PHÂN PHỐI TỶ số TRUYỀN
viên ngành công nghệ chế tạo máy, nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản đê giải
quyết một vấn đề tổng hợp về công nghệ chế tạo. Sau khi thiết kế đồ án môn học
I- CHỌN ĐỘNG Cơ
chi tiết máy, sinh viên được làm quen với cách sử dụng tài liệu, sổ tay, tiêu
chuẩn
và khả
hợpcần
sothiết
sánhcủa
những

kiến
1. Xác
địnhnăng
côngkết
suất
động
cơ. thức lý thuyết và thực tế sản
xuất,
Công
lớnquyết
nhất một
Pct vấn
trên đề
trục
động
cơcụ
được
độc lập
trongsuất
sángcần
tạothiết
để giải
công
nghệ
thể. xác định theo
công
Đồ ]án
môn học Chi tiết máy là môn học giúp cho sinh viên có thể hệ
thức 2.8[1
sau:

thống Pct = PTAl
hoá lại các kiến thức cũng như nắm vững thêm về môn học Chi tiết máy
và ♦ Trong đó:
các môn học khác như Sức bền vật liệu, Dung sai, Vẽ kỹ thuật... đồng thời làm
Pct:với
Côns
suấtviệc
cầnthiết
thiếtkế
trên
(kw)bị chi việc thiết kế đồ án Tốt
quen dẫn
công
vàtrục
làm động
đồ áncơ.
chuẩn
F .V
nghiệp sau này.
Xuấtr»phát
từ tầm quan trọng
đó, em được nhận đồ án môn học Chi tiết
_ 900.0,55
.
máy với
lập quy =
trình:
“Thiết kế hệ dẫn động băng tải vói hộp giảm tốc
Với:việc
p. =———

4,95(/bv)
bánh ráng trụ hai cấp, đồng trục, dẫn bằng động cơ điện thông qua khớp nôi
_
1000
và bộ Ftruyền
=9000xích
N: lực kéo băng tải,
làm
VDo
= lần
0,55đầu
m/stiên
: vận
tốcquen
băngthiết
tải kế với khối lượng kiến thức tổng hợp, còn
có những mảng chưa nắm vững cho nên dù đã rất cố gắng tham khảo các tài liệu
r| - Hiệu
củacó
hệliên
thống
dẫnsong
động.bài làm của em không thể tránh
và bài giảng
cuảsuất
các chung
môn học
quan
khỏi những sai sót. Em rất mong nhận được sự hướng dẫn tận tình và chỉ bảo của
★ Theo sơ đồ tải trọng đề bài thì:

các thầy cô trong bộ môn để em củng cố và hiểu sâu hơn, nẵm vững hơn về những
kiến thức đã học.n = % • Tfoi -lAr -n<
★ Theo công thức: 2.9[ 11

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các thầy trong bộ môn, đặc biệt là
♦sự Trong đó:
giúp dỡ tận tình của thầy giáo Đỗ Đức Nam. Đến nay cơ bản em đã hoàn thành
=
- thiếulà sót trong
số quâ trình
cặplàm đồ ổán, em kính
lăn.
nhiệmmvụ của mình,
tuy3 còn nhiều
2 - là
sốcủa
cặp các
bánh
răng.
mong ksự= chỉ
bảo
thầy
cô để em có thể củng cố thêm kiến thức và hoàn
thành tốt nhiệm vụ của mình.
© Tra bảng 2.3 [1] ta được các hiệu suất:
Em xin chân thành cảm ơn!
21


^Đầ án @h ì CJiứ JtlÚ Ịi


QLgẨíựẪn Qlhăl Qụ á ntị

Do tải trọng thay đổi nên ta chọn động cơ theo công suất tương đương
pt=ptđ
Vì công suất p tỷ lệ thuận với mô men T, do đó ta có hệ số chuyển đổi
( lỵ*' ỈJ- = l 2 1 + 0 , 82 - = 0 , 8 3
^
p=
ví,
8
8
ck
Công suất tương đương Pt(1 được xác định bằng công thức như sau:
pứ
=
p.pt
=
0,83.4,95
«
4,11KW
Công suất yêu cầu của động cơ được xác định bởi công thức:
pđc/yc = ptđ / TI = 4,11 / 0.84 = 4,89 KW
2. Xác định tốc độ đổng bộ của động cơ
Chọn sơ bộ tỉ số truyền của toàn bộ hệ thống là: USB
© Theo bảng 2.4[1]:
Chọn tỉ số truyền của hộp giảm tốc đồng trục bánh răng trụ 2 cấp là:
usbh = 12
Chọn tỉ số truyền bộ
© Theo công thức T 2.15 [ 1 ] ta có:


truyền

ngoài

(xích):

Usbđ

=

3

Usb = U5bll. usbd=12.3 = 36
SỐ vòng quay của trục máy công tác ( của tang) là nlv theo CT 2.16[ 1 ]:
nlv = 60000.v/U.D) = 60000.0,55/(3,14.320) =32,84 vg/ph
♦

Trong đó:
V
:
Vận
D: Đường kính băng tải.

tốc

băng

tải


© Số vòng quay sơ bộ của động cơ nsb:
nsb=
nlv.
usb
=
32,84.36
=
1182,24
vg/ph
Chọn số vòng quay đồng bộ của động cơ là nđb= 1500 vg/ph
3


0,c

?Jo,.nk0,99.0,99
^Đầ
^Đầ án
án @/tí
@/tí ỶĨiỉí
ỶĨiỉíIIJHíỉụ
JHíỉụ III

QlạẦiụln
QlạẦiụln Qlhăl
Qlhăl Qụ
Qụ áá ntị
ntị

Khớp Ul=3,8 U2=3,8 UX=3.06

^max/^dn
Pđ/c
=— 2,2
P3-7oe.
7X
-4,47
ồố
vòng
quaỵ:= 2,0 4,66
4,95
4,47
TK/rdn

.0,99

.093

=4.12

n, 1455
=1455
ndc
1455 (vòng/phút)
100,76
32,93
Kết= luận:
Động382,89
cơ 4A132S4Y3
có kích thước phù hợp với yêu cầu cần
thiết kế

n23248
=n,/u, = 1455/3,8
31833 = 382,89 (vòng/phút)
II.
PHÂN
PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
9,69
,33
1, Xác
định
iỉ số truyền
Truc
III: n3
=n2/u2
= 382,89/3,8 = 100,76(vòng/phút)
nx =n'/ux = 100,76/3,06 = 32,93 (vòng/phút)
có:
U
=
Ưh.Ux
Tỉ
số
truyền
chung:
uc
=
nđc/nlv
=
1455/32,84
=

44,30
Tđc=
9,55.
106.
pđc/nđc
=
9,55.
106.
4,95/1455
=
32489,69
Chọn ux= 3 => ưh = 44,30/3 = 14,76
Nmm
Uh
=
ư,106 .U2
Tj= 9,55.
p./n, = 9,55. 106.4,85/1455 = 31833,33 Nmm
BẢNG THÕNG số:
♦ Trong đó:
Ta

Trong

đó:

ƯJ
:
Tỉ
u,: Tỉ số truyền cấp chậm


số

truyền

cấp

nhanh

Vì là hộp siảm tốc đồng trục nên để dùng hết khả năng tải của cấp nhanh
ta chọn:
u,
Kết luận:

=v2= ẶT, = VĨ4J6 = 3,8

uc
=
u,
=U2
=
ux = 3,06
2. Xác định công suất, mômen và số vòng quay trên các trục

44,30
3,8

Pct = 5,89 KW : Công suất tính toán trên trục công tác
nct
=

32,84
vg/ph:
Vòng
quay
của
trục
công
tác
Công suất:
Ta có: pev =pt. p =4,95 .0.83 = 4,11
p, _
r\ 4,85
= 4,95 (kw
45


^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

CHƯƠNG II
THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN ĐỘNG
1. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN XÍCH BÊN NGOÀI HỘP GIẢM Tốc
Ta
có
p3
n3
ux = 3,06

các


số
=

=

liệu

đã
4,47
100,76

tính

được
KW
vòng/phút

Số ca làm việc là 2, tải trọng va đập vừa, bộ truyền nằm ngang
Chọn loại xích
Vì tải trọng nhỏ, vận tốc thấp nên ta chọn xích con lãn.
2. Xác định các thông số của đĩa xích và bộ truyền
Số răng đĩa xích nhỏ: Zj = 25 - 2ƯX = 25- 2.3,06 = 18,88 răng
Lấy Zị = 18 răng
Số răng đĩa xích lớn: Z2 = ux .z, = 3,06.18 = 55,08
Lấy
Z2
=
55
răng

Chọn theo bảng 5.6[ 1 ]
kđ
=1,5
(Đối
với
va
đập
vừa)
kc
=
1,25
(Bộ
truyền
làm
việc
2
ca)
ka
=
1(VÌ
lấy
khoảng
cách
trục
a
=
30p)
k0 = 1 (Vì bộ truyền theo tính toán có góc nghiêng 4* < 40°)
kđc = l(Bộ truyền có thẻ điều chỉnh được bằng một trong các đĩa xích)
kbt = 1,3 (Môi trường có bụi, chất lượng bôi trơn loại II- theo bảng5.7)

Hệ số điều kiện sử dụng xích lấy theo công thức 5.4[1]
k = kd .kc .ka .k0 .kdc .kbt = 1,5.1,25.1.1.1.1,5 = 2,43
Hệ sô răng đĩa dẫn:
Ta
có
CT:
kz
=
Z0I/Z,
=
18,88/18
=
Hệ
số
vòng
quay
ta
chọn:
n0|
=
50
kn = n01/n, = 50/100,76 = 0,49
Công suất tính toán (12-22 giáo trình chi tiết máy T2 - tr. 12-15)
6

1,04
v/ph


^Đầ án @h ì ỊJiỉi JtlÚ Ịi


QLgẨíựẪn Qlhăl Qụ á ntị

t = 31,75 mm thoả mãn điều kiện bền mòn:
pt <[P] = 5,83 KW
Đồng thời theo bảng 5.8[1] ta có: t < tmax
Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
a = 40.t = 40.31,75 = 1270 mm
Tính số mắt xích theo CT 5.12[1]:
mắt xích chẵn X = 116 mắt
Tính chính xác khoảng cách trục a theo CT 5.13 [ 1 ]:

a = 0,25.31,73(116 - 0,5(18 + 55) + yj[ 116- 0,5(18 + 55)2 ] - 2[(55 -18)77ĩf }
1248,41mm

=

Để xích không bị chịu lực căng quá lớn ta rút bớt khoảng cách trục a một

Aa =(0,002... 0,004)
Vậy ta lấy: a = 1246 mm
Số lần va đập của xích: Theo CT 5.14[1]
i = z,.n,/15.x = 18.100,76/15.117,37 = 1,03 <[i]> = 25 (Bảng 5.9)

3. Đường hình đĩa xích
* Theo công thức 5.17[1] và bảng 13.4[1] ta có:

Đường kính đĩa xích dẫn:
ổ! = t/sin(7i/Z|) = 31,75/sin(7ĩ/18) = 183
mm

Đường kính đĩa xích bị dẫn
7


1V

0,9
^Đầ án @hi \Jijẽí JHáụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

„Fr_=1000.P
1000.4,47
_ . .(N)
.. ,
4966,6_.1,15
=5711,6
II. TÍNH
BỘ TRUYỀN
BÁNH( N
RĂNG
TRONG HỘP GIẢM Tốc
Fr CÁC
= ———
=- —— = 4966,6
)
Vì là hộp giảm tốc đồng trục, đã chọn tỉ số truyền U| = ư2 do đó bộ
truyền
cấp nhanh không dùng hết khả năng tải cho nên ta tính bộ truyền cấp chậm
trước, bộ truyền cấp nhanh có thể lấy gần như toàn bộ số liệu của bộ truyền cấp

chậm.
A. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM (bánh răng trụ, răng thẳng)
1. Chọn vật liệu
Do không có yêu cầu gì đặc biệt và theo sự thống nhất hoá trong thiết kế
ta chọn vật liệu như sau:
* Bánh nhỏ (bánh 3): Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 241-ỉ-

285
ơb3 = 850Mpa ; ơch3 = 580 Mpa, chọn HB3 = 270 HB

có:

* Bánh lớn (bánh 4): Thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB 192.. .240

có
ơb4 = 750Mpa ; ơch4 = 450 Mpa, chọn HB4 = 220 HB
2. Xác định ứng suất tiếp xúc cho phép
Do bộ truyền làm việc trong điều kiện che kín đủ dầu bôi trơn nên dạng
hỏng chủ yếu là tróc mỏi, do đó ta tính toán theo độ bền tiếp xúc - ta xác định
ứng suất tiếp xúc cho phép.
ứng suất tiếp xúc cho phép của mỗi bánh răng được xác định theo CT 6.1 [1 ]:
\.ơH ] — (ơll lim ! S/l )-ZR -ZV -KXH .KHL
♦Trong đó:
ZR, zv, KXH : Lần lượt là các hệ số xét đến ảnh hưởng của độ nhám bề
mặt
bánh răng, vận tốc vòng, kích thước bánh răng.
Tính sơ bộ lấy: ZR.ZV.KXH = 1
8



^Đầ án @h ì CJiứ JtlÚ Ịi

QLgẨíựẪn Qlhăl Qụ á ntị

SỐ chu kỳ chịu tải trọng thay đổi tương đương của bánh răng lớn được xác định
> Theo công thức T: NHữ = 6QCỊn, lu.2)ytị ^yỢị / Tỷ / /tck
♦

Trong đó:
c =1: Là số lần ăn khớp của răng trong một vòng
quay
£t; = 17000h: Là tổng thời gian làm việc của bộ
truyền
tj: Là thời gian làm việc ở chế độ tải trọng T;

☆ Từ đó ta có:
NHE4 = 60.1.(382,89/3,8). 17000.[(l3.4/8 + 0,73.3/8)] = 63,720.106
Theo bảng 10.8[1] ta có số chu kỳ cơ sở NH0 của thép C45 thường hoá chế
tạo bánh răng lớn là 10.106
Vậy NHE4> NHO nên ta lấy: KHL4 = 1
Số chu kỳ chịu tải trọng thay đổi tương đương của bánh răng nhỏ lớn hon
của bánh răng lớn u lần:
NHE3 = u. NHE4 = 3,8.63,720106 = 242,14.106 >
Theo bảng 10.8[ 1 ] với độ rắn bề mặt bánh răng nhỏ 250 HB có thể lấy:

NH0

NHO = 17. lơ6

Vậy bánh răng nhỏ ta cũng có NHE3> NH0 nên ta lấy KHL3 = 1

© Vậy ta có :
[ơ„3]=(ơ(0,3„„/S„).Zs.Z,,.^„,.^„„=610/1,1
=
[^//4]
(^"//íiim!sH).ZR.Zy.KXH.KHLA—510/1,1
Đối với bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng nên ta có:
[ơ„

]

=
9

554,55
—463,64

463,64

Mpa
Mpa

mpa


^Đầ án @h i CJiứ JHií ụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

Ơ°FU : ứng suất uốn cho phép ứng với số chu kỳ cơ
sở.

Theo bảng 6.2[1] ta có:
ơị^A =1,8.220 = 396 Mpa
Hệ số an toàn Sp = 1,75 theo bảng 6.2[1]:
Bộ truyền làm việc một chiều nên ta lấy:
KpC = 1: Hệ số ảnh hưởng đặt tải.
Hệ số tuổi thọ KFL3 = KpL4 = 1
Vậy thay số ta có:
[ơFĨ]=ơ°FVimì/SF.KFLÌ.KFC= 486/1,75.1,1 =278
Mpa
[ơF4]=ơ°FVim4/SF.KFL4.KFC=
396/1,75.1,1

♦ Trong đó:
Ka : Hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng (thẳng
hay nghiêng hay chữ V), theo bảng 6.5 [1] ta có Ka = 49,5
T2 là mômen xoắn trên trục bánh chủ động(bánh 3)
T2=
y/ba
=
hjaa>:
Ta chọn \ựba = 0,25

Hệ

116229,20
SỐ
chiều

rộng

Từ đó ta có y/M = 0,25. Yba *(u2 +1) = 0,25.(3,8+l)/2 =
0,60

Ta lấy avj2 = 202 mm

10

bánh

N.mm
răng


ƠH

3

2 m(u + ì) 2,5(3,8 + 1)
^Đầ án @h ì CJiứ JtlÚ Ịi

Ta lấy Z3 = 33 răng

QLgẨíựẪn Qlhăl Qụ á ntị

5. Các thông số ăn Khớp.
Môđun theo công thức 6.17[ 1 ]:
m = (0,01 -ỉ- 0,02) a(o2 = 2,02 -ỉ- 4,04 mm

Theo dãy tiêu chuẩn (bảng 6.8ỊT]) ta chọn m = 2,5

Chọn sơ bộ: p = 0
Số răng của bánh răng nhỏ z3
z4

=

u.z3=

3,8.33

=125,4
Ta lấy Z4 =125 răng
=>Zt =Zj+ Z2 =33 +125 răng = 158 răng
Do vậy tỉ số truyền thực: um = Z4/Z3= 125/33 =
dw3 = 2.aw2/(u+l) =2.202/(3,8+1) =84,17
6. Kiểm nghiệm răng về độ bán tiếp xúc.

♦ Trong đó:

ơH<[ơH ] theo CT
6.33[ 1 ]:
2.T2.KH.
= 7 7 7
(uni+ì)
b .u .d2,
ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu, ZM = 274 Mpa
(theo bảng 6.5[1])
ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo CT 6.34[1]

♦ Trong đó:

Góc profin răng bằng góc ăn khớp:
at = aíw = a rctg (tg a/cos /3) = arctg(tg20° /
cosl4,98°)
=
20,4°
tgpb = cosartg|3 = cos20%.tg(0)= 0^> Ị3b = 0°
11


UWI 0 , 0 0 2 . 7 3 . 1 , 4 4 = 0 , 4 7
^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

zc = ẶĨTa=Ặnfiẽ=0,6
Kh: Hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc, theo công thức 6.39[ 1 ]:
KH=KH(3* Khv. KHa.
K„p=l,15
x.dw3J
KHa:
i3 Hệ số xét đến sự phân bố không đều của tải trọng, được xác định từ
0,44w/.Ỹ
6000
60000
< 2 m/s , tra bảng 6.13[ 1] ta chọn cấp chính xác là 9
=> KHa= 1,13 (theo bảng 6.14[1]
KHV : Theo công thức 6.4[1]
Trong đó:
=ÕH-SO-V
3,79

(SH,g0 tra theo bảng 6.15[ 1 ] và bảng 6.16[ 1 ] ta có =0,002 và g0=73 )
=> KH=KHp. Khv. K~a=l, 15.1.1,13 «1,3
* Vậy thay số:
2.116229.20.1,3(3,8 + 1)
291,25 MPa
ƠH =274.1,72.0,6
V 50,50.3,79.(84,17)2
Tính

chính

xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
k]=kJ.ZR.Zv.KXH
Với V = 0,44 m/s => zv =1 (vì V < 2 m/s)
Cấp chính xác động học là 9, chọn mức chính xác tiếp xúc là 8. Khi đó
cần gia công đạt độ nhám là Rz = 2,5 ... 1,25 pm. Do đó ZR = 0,95
Với
da
<
700
mm
=>
KXH
=
1
=>
[ơ„
1=472,5.1.0,95.1
«
448,88

Mpa
Do đổ 7. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.
Yêu cầu : ơp < [ơy] , ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt
12


XT(DỊch chỉnh) = ■ 2,25

^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

♦ Trong đó:
T3
bw=
dw3=
m = 2,5

=

116229,20
50,50
84,17

N.mm
mm
mm

YF3: Hệ số dạng răng của bánh 3, tính theo số răng tương đương Ztđ3
Ztđ3
=
Z3/cos\
=
33
/COS314,98
=
36,6
Tra bảng 6.18[ 1 ] tacóYF3 = 3,8
Ztd4
=
Z4
/cos^
Tra bảng 6.18[ 1 ] ta có YF4 = 3,6
KF = KFp.K F0C* Kpv

=

125

/cosl4,98°

=

ứng với bảng 6.7[ 1] ta có KFp=l,12
3
KFy=ỉ +
2
=1+

T3.KFpK
1,02 (theo CT 6.46[1])
Fa
2.116229,20.1,12.1,37
20
2
= 1,41 (theo CT 6.47[1])
VF = ổF.g0.vrl^ = 73.0,006.0,44.
379
s. Kiểm nghiệm răng về quá tải.
Tra
^ Tatheo
có: bảng 6.16[ 1 ] chọn g0 = 73, theo bảng 6.15[1 ] chọn
<ỹF=0,006
KF = KFp.KFa.KFV = 1,13.1,37.1,02 = 1,60
Mpa
o-F4=aF3.
YF4/
YF3
Ta
thấy
độ
bền
ỡ>3<
[ỡ>3]
ƠF4< [ơF4] = 226 Mpa

=
71,02.3,6/3,8

=
uốn
được
thoả
=
278

67,28
mãn

Để đảm bảo sự ăn khớp khoảng cách trục a ta dịch chính âm:
13

Mpa
vì:
Mpa

138,66


^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

Kql = T m m / T = l , 4 _
ơBm„ =Ơ„.ỊK~V=291,25 .VŨ = 343,68Mpa < [ƠJM„ = 1260
Mpa
=
Sn.Kv

=71,02.1,4
=
99,43
Mpa
o>4„,,
=
SFi.xv=
76,28.1,4
=
94,19
Mpa
Vi
ƠFÌmax*' [&FÌ ]Max — 464 Mpa, <
[ơ’f4]Max — 360 Mpa,
Nên răng thoả mãn về điều kiện quá tải.
Kết luận: Bộ truyền
s Đường kính vòng chia:

cấp

chậm

làm

việc

an

toàn.

d3 = dw3 = m^ycosp = 2,5.33/cosO0 = 82,50 mm
d4 = dw4 = m^ycosP = 2,5.125/cosO0 = 312,50 mm
s Đường kính đỉnh răng:
da3 = d3 + 2.1TI = 82,50 + 2.2,5 = 87,50 mm
da4 = d4 +2.m = 312,50 + 2.2,5 = 317,50 mm
s Đường kính đáy răng:
dt3 = d3 - 2.m = 82,50 - 2.2,5 = 77,50
df4 = d4 - 2.m = 312,50 - 2,5.2,5 = 307,50
s Hệ số trùng khớp:

mm
mm

£p = bw.sin(3/(7t.m) = 50,50.sin0°/3,14.2,5 = 3,93
THÔNG SỐ Cơ BẢN CỦA BỘ TRUYỀN CẤP CHẬM
>

Môdun pháp: m = 2,5

>

Khoảng cách trục: aw = 202

>

Đường kính vòng chia:

d3 = 82,50 mm
d4 = 312,50 mm
s Đường kính đỉnh răng:

14


^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ
Hệ

Số

số
trùng
S Tỉ số truyền: u = 3,79
răng
bánh
s Số răng bánh bị dẫn: Z4 =125

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị
khớp:

dẫn:

£p

Z3

=3,93

=

33

B. TÍNH TOÁN BỘ TRUYỀN CẤP NHANH (Bánh răng trụ răng
nghiêng)
1. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúe.
^ Chọn vật liệu:
Vì là bộ truyền bánh răng trụ năng nghiêng nên có khả năng chịu tải cao
hơn bánh răng thẳng, làm việc êm hẳn. Nên ta chỉ cần chọn vật liệu bằng với vật
liệu của bộ truyền cấp chậm bánh răng trụ răng thẳng đã tính ở trên.
Do hộp đồng trục bộ truyền cấp nhanh không dùng hết khả năng tải cho
nên ta lấy một số thông số cơ bản như bộ truyền cấp chậm.
• Khoảng cách trục: awl =202 mm
• Tỷ số truyền: u =3,79
• Mô đun pháp: m =2,5
• Chiều rộng vành răng lấy bằng 2/3 chiều rộng bánh răng cấp

chậm
bwl =2bw/3 =2.50,50/3 =33,67

Chọn sơ bộ: /7=100 => cos/? =0,9848
=>SỐ răng bánh dẫn: z, =2.aw2.cos/?/m(u+l)
=2.202.0,9848/2,5(3,79+1)
=33,21

15


^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ

♦ Trong đó:

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

\2.TvKH.
= ZM•ZHZ<
{um+ 1)
V K“m-dl\

ZM : Hệ số xét đến ảnh hưởng cơ tính vật liệu, ZM = 274 Mpa (theo bảng
6.5[1]>
ZH : Hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp xúc theo CT 6.34[1]

Góc profin răng bằng góc ăn khớp:
a, = a,)V = arctgựga /cos/?) = arctgựg20° / cosl0,142°) w 20,29°
tgỊ3b = cosat.tgP = cos(20,29°).tg(10,142°) = 0,1682 => Pb = 9,52°
ZE: Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng, theo CT 6.36[ 1 ]
z,
=
ẶĨTa
=
Vl/1,70
Đường kính vòng lăn của bánh chủ động(bánh 1):
dMi = 2.aVÁ ỉ(ụ +1) = 2.202/(3,79+1) = 84,34 mm

=

0,76

K-H—K-HP* Khv. KHa.
Chọn y/ba =0,15
Từ đó ta có: Ybd - 0,53. y/ba(^2 + 1) = 0,53.0,15.(3,79 + 1) = 0,38
= 1,01

KHa: Hệ số xét đến sự phân bố không đều của tải trọng, được xác định từ
•”[
60000

60000
Tra bảng 6.13[ 1 ], ta chọn cấp chính xác là 8
=> KHa= 1,13 (tra bảng 6.14[1])

Khv: Theo CT (6.41[1])

16


VH =
^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ
♦ Trong đó:
.gữy
2.31833,33.1,25.(3,79
+ 1)
34.3,79.84,342
= 235,52 Mpa
(ổH,gQ tra theo bảng 6.15[ 1 ] và bảng 6.16[ 1 ] ta có £„=0,002 và
g0=56
)
=>
Kh=
KhP.
Khv.
K„a=l,01.0,15.1,13
«0,17

Tính chính xác ứng suất tiếp xúc cho phép:
[ƠII ]=[ơ /I ] .ZR.ZV.KXH
Với v = 6,38 m/s=>zv = l
Cấp chính xác động học là 8. Khi đó cần gia công đạt độ nhám là:
Rz = 2,5... 1,25 pm.
Do đó ZR = 0,95
Với da < 700 mm => KXH = 1
=>
ƠH
=509,1.1.0,95.1
«
Do đó ƠH < [ơ„ ] nên răng thoả mãn độ bền tiếp xúc
2. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.

483,64

Mpa

Yêu cầu : ƠF ^ k l , ứng suất uốn sinh ra tại chân răng không được vượt
quá giá trị cho phép. Theo công thức 6.43 [ 1 ]:
^=2.T,Kp.Y, Yp. YF3 / (bw.dw3.m)
♦ Trong đó:
T2=
bw=
dw3=
m = 2,5

116229,20
34
84,34

17

N.mm
mm
mm


VF =
^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

Tra bảng 6.18[ 1 ] ta có YF4 = 3,6
Kp : Hệ số tải trọng khi tính về uốn theo công thức
6.45[1]:
Kp = Kpp.K
K f v = \   + F(X* Kpy= 1 +
2.TrKFp.KFa = 0,51 (theo CT 6.46[1])
2.31833,33.1,3.1,37
20
2
= 20,36 m/s (theo CT 6.47[1 ])
= 73.0,006.6,38
Tra theo bảng 6.16[ 1 ] chọn g0 = 73, theo bảng 6.15[1 ] chọn <ỹF=0,006
Kp
=
Kpp.Kpa.Kpv
=
1,3.1,37.0,29

=
0,52
ƠF3 = 2 . 116229,20.90.0,6.0,9.3,9/ (34.84,34.2,5) = 63,50 Mpa
07.4=07.3. Yp4/ Yp3
=
63,50.3,6/3,9
=
58,61
Mpa
Ta
thấy
độ
bền
uốn
được
thoả
mãn
vì:
ơ>3<
[07.3]
=
278
Mpa
ơ>4 < [ ƠF4 ] = 226 Mpa
3. Kiểm nghiệm răng về quá tải.
❖

Ta có:
Kqt = T m m / T = l , 4
O"//max =ơ-„.A/^ = 483,64.VĨ4 =570,70 Mpa < [

1260
Mpa
=63,50.1,4
=
88,90Mpa
Ỡ74max = 5:8,61.1,4 = 82,05 Mpa
*1 073max< [^Vsliviax •> ơF4max ^ [^V^Max
Nên 1'ăng thoả mãn về điều kiện quá tải.

Kết luận: Bộ truyền cấp nhanh làm việc an toàn.
* Các thông số của bộ truyền:
V Đường kính vòng chia:

18


^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

dfl = dị - 2.m = 84,18 - 2.2,5 = 79,8 mm
dp = d2 - 2.m = 318,87 - 2.2,5 = 313,87 mm
s
Chiều
rộng
vành
răng:
bco| = 34 mm
THÔNG SỐ Cơ BẢN CỦA BỘ TRUYỀN CẤP NHANH
Môdun

z

Góc

pháp:
m
=
2,5
S Khoảng cách trục: awl = 202
mm
z Đường kính vòng chia:
d,
=
84,18
mm
d2
=
318,87
ram
S Đường kính đỉnh răng:
dai
=
89,18
mm
da2
=
323,87
mm
z Đường kính đáy răng:

dfl
=
79,18
mm
df2
=
313,87
mm
S Chiều rộng vành răng
bW|
=
34
mm
bw2 = 30 mm

nghiêng của răng: Ị3 »10,140° =
s Góc profin răng bằng góc ăn khớp:

10°08’30”

a, = atw = arctg (tga/cosP) = arctg (tg20°/cos 10,140) » 20,29 °

s Hệ số trùng khóp
8p = bw.sinị3 / 71.m = 34.0,347/3,14.2,5 =

19


F,
Trong

^Đầ
^Đầán
án@h
@hi ìCJiứ
CJiứJHií
JtlÚụỊi
QlạẦiụln
QLgẨíựẪn
Qlhăl
Qlhăl
QụQụ
á ntị
á ntị
= 2. 31833,33/ 84,
F,3 = 2.116229,20/ 84,18 = 2761,44 N
CHƯƠNG III: THIẾT KÊ TRỤC
Frl _ 756,31 ../g20,29° .
F
_
(0,2...0,3).2.31833,33
_
202
11
cos/
cosl0,142° Sô liệu* cho trước:63
_ 2761,44
FK =,/g20,29°
243 N
F,3

Công suất trên trục vào của hộp giảm tốc: p = 4,95 KW
cos
cosl0°142'
F„ : 756,31.tgl0,142°
Ft: n, = 1455 v/ph ; u,Lực
vòng =50,50; b4= 45
=u2 =3,8 ; b, =34b2 =30.b3
F,3 : 3661,19tgl8°30’:
Fr: nghiêng
Lực hướng
Góc
củatâm
cặp bánh răng: (3 «10°08,30”
1. Chọn vật liệu chế tạo.
Chọn vật liệu chế tạo bằng thép C45
Có : ơb=600 Mpa ; ơch=340 Mpa

Bánh bị dẫn 2
Truc số II

Bánh dẫn 3

Lực do bộ truyền xích tác dụng lên trục là: Fx = 6995,7
N
3. Xác định sơ bộ đường hình trực.
Theo CT 10.9[1] , đường kính trục thứ k với k = 1...3.
d, = >
với [T] = 15...30 Mpa
íl 0,2.ỊT]
Thay số vào ta chọn so bộ đường kính trục như sau:

Đường kính trục thứ 1 là:
,_

_ /31833,33

Ta có sơ đồ phân tích lực chung như hình vẽ:
]Ị 0,2.[7’] \
* Tính các lực tác dụng lên trục
Đường kính trục thứ 2 là:

0,2.15

r, thiết/116229,20
_ diễn
Q _ như hình vẽ phần
Các thành phần ,lực Itrong
kế được biểu
d, =3
_ = 3— _ — = 33,8 mm
trên.
Lực tác dụng của khớp nối:
2
V 0,2.[r]
\ 0,2.15
= (0,2-5- 0,3) 2.T /
d| = 20FK
mm
2021

^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

d3 = 52 mm
4. Xác định Khoảng cách giữa các gối đỡ và các điểm đặt ỉực.
Ta chọn sơ bộ chiều rộng của ổ lăn (theo bảng
10.2[1]):
s
Ô
lăn
trên
trục
I:
b0
=
17
mm
S
Ô
lăn
trên
trục
II:
b0
=
23
mm
S
Ô

lăn
trên
trục
III:
b0
=
35
mm
Chọn k| = 10 mm, k2 = lOmm, k3 = 14 mm, hn = 16 mm
kị : Khoảng cách từ mặt mút của chi tiết quay đến thành trong của hộp
hoặc khoảng cách giữa các chi tiết quay.
ko: Khoảng cách từ mặt mút ổ đến thành trong của hộp (lấy giá trị nhỏ khi
bôi trơn ổ bằng dầu trong hộp giảm tốc).
k3
:
Khoảng
cách
từ
mặt
hn : Chiều cao nắp ổ và đầu bulông.

mút

ổ

đến

nắp

ổ.

Theo công thức 10.10[ 1 ] ta có chiều dài mayơ nối trục, bánh răng, đĩa xích:
Truc I:
lml2
Chọn
Truc II:

=

(l,2*l,5)d, =
lml2

lm22 = u =
Chọn
lm22
Truc III:

(1,2*1,5).20

(l,2*l,5)d2
=

lm32
=
(1,2*1,5)d3
Chọn lm32 = 80 mm
lm33 = (1,4*2,5)d3
Chọn u = 90

24

= (1,2*1,5).52 =
lml3
=

=

=

=
=

(1,2*1,5).52

(1,4*2,5).52

22

30

mm
28

42 * 52,5 mm
50
mm

=

=

*

62

72

*

*

130

78mm

mm


122 = lll + I32 + k|+ b0

án @hi \JÌ£Ì
Jlláụ

QLgẨíựẪn Qlhăl Qụ á ntị

122=—
0,5-Clm22
113
+ 76,5 + b0)+
10 + k|

23+k2
= 222,5 mm

121 = =123
+ 132
= 222,5+10
+ 76,5
=299
0,5.(50
+ 23)+10
= 56,5
mm mm
Truc III:
132 = 0,5.( lm32 + b0) + k| + k2

= 0,5.(75 + 35) +10 +10 = 75 mm
131 = 2.132 =2. 75 = 150 miĩi
133 = 131 + lc33 = 131 +0,5(lm33 + b0) + k3 + hn = 150 + 0,5(90+35)

+14 +16

III

23


Bì

AB

113
^Đầ án @h ì CJiứ JtlÚ Ịi

QLgẨíựẪn Qlhăl Qụ á ntị

5. Tính toán hiểm
nghiệm trục 2:

❖ Ta có:

X2
FX2= 756.31 N
FY2= 279,64 N
FZ2 = 31833,33
N
R = 30,45 mm

Lực khớp nối: FX1 = (0,2...0,3)2.T/D
o Trong đó: T = 39707,9 Nmm
Đường kính vòng tròn qua tâm các chốt. Tra theo bảng 16.10[1 ] ta có
D = 63 mm., Suy ra: FX1 = (0,2...0,3)2.T/ D = (0,2...0,3) 2. 31833,33/ 63
=
202,11
...303,17
N
Chọn FX1 = 180 N
5.1.
Tính lựe
= ~FA Y + FY2 + FBY = 0
l2>,(n

=>FAY = FY2 - FBY = 279,64 - 171,75= 107,89

= FỴ2.A02 - FBY.AB+ Fz2.R 0

ịĩJFX=FXi+ FAX - FX 2 +FBX=°
[ Y j m À ( F ) = -F)n.AOì
-Fyì.AO7+F„y.AB = 0
_ _ F X [ . A O ] +FX2.A02 _ 180.28 +
=> FAX = FX2 - FX1 - FBX = 756,31-150 -422,75 = 153,56
24


^Đầ án @/tí ỶĨiỉí JHíỉụ
5.2.

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

Tính các mômen

MXI)
=
Fxl.AOj
=
180.28=
5040
MX22
=
FBX.BƠ2
=
422,75.56,50

=23885,37
MY22
=
FBY.B02
=
171,75.56,50
=
9703,87
MY22 = MY22-FZ2.R = 9703,87 -135,20 .26,27 = 6149,81
5.3.
Xác định đường hình các đoạn trục.

N.mm
N.mm
N.mm

M u l , = 5040 N.mm
M, = ^ / M 2 , +0J5.Mị = V50402 +0,75.31833,332 = 28025,38 N.mm
..
28025,38
dn> 3
——
Mu22 = A/MỈ22 + Mìn = A/42203,72 +19114,22 = 46 3 30,3 N.mm
=> M2 = Vm»22 + 0,75.Mị = -x/46330,32 + 0,75.39707,92 = 57697,7 N.mm
, ^ 57697,7
+ Chọn:
dổ
=
d22 = 25 mm

dn

=

20

min

> Dựa vào kết cấu của trục I đã chọn sơ bộ như trên và biểu đồ mômen
tương ứng, ta thấy tiết diện nguy hiểm cần được kiểm tra về độ bền mỏi đó là
5 = Js; + sỉ
>[5]
>

Xác định hệ số an toàn tại tiết diện nguy hiểm nhất (tiết diện lắp BR):

>

Trong đó:
[s]:
Hệ
số
an
toàn
cho
Khi cần tăng độ cứng thì [s] = 2,5...3.
25

phép,

[s]

=

1,5

...2,5


2 - 32~
02

16

2d2
^Đầ án c/f/ ỶĨiỉí JHíỉụ

2d2

16

2.25

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

Tml
=n.253
0
sơ =-------^----; ST =------í=ỉ—6.3,5(25-3,5)2

___3
w, = kod-Va
——-----=
1339 mm+ Vơ-V„,
k**a+VT*m
32
2.25
Trong đó: Ta = T/ 2.W02 = 31833,33 / 2. 2872,4= 5,54 N/ mm2
— 0 gia công trên máy tiện, tại các tiết diện nguy hiểm yêu cầu
Phưongơmpháp
r_ị: Giới
uốnbảng(10.8),
và xoắn ứng
chutrung
kì đối
đạt Ra cr_,;
= 2,5...0,63
pm,hạn
do mỏi
đó theo
hệ với
số tập
ứng suất do trạng
ơa=ơMax
=
M2/w2
=
37745,15/
1339
=

28,18
N/mm2
xứng
thái bề mặt là Kx = 1,06.
Vì
chiều nên ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch
Vật trục
liệu làquay
thép một
C45 nên:
động, do
đó dùng các phưoììg pháp tăng bề mặt do đó hệ số tăng bền: Ky = 1
Không
T_J ~ 0,58. ơ_ị
r„„, Ta tính theo CT( 10.23)
w
=x.dị
tị)2 độ
_n.và
253trị số
6.3,5(25-3,5)2
- 2872
mm3pháp và ứng
ơa,T
,ơm,b.tị(d2
Tm là -biên
tmng bình của
ứng1 suất
suất
tiếp

tại
tiết
diện
đang
xét.
ơ_ị = 0,436. ơb
Tra bảng 10.5, trục làm bằng thép C45 có ơb = 600 MPa.
=> <7_, = 0,436. crft = 0,436. 600 =261,6 MPa.
r_, =0,58. ơ_x =0,58.261,6 = 151,73 MPa.
Theo bảng (9.1) ta chọn loại then là: b X h X t = 6 X 6 X 3,5
Các trục của hộp giảm tốc đều quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kì đối
xứng
do
đó
er,
tính
theo
CT(
10.22)
w _n.d\
b.t](d2 - ?! )3

26


^Đầ án @h i CJiứ JHií ụ

QlạẦiụln Qlhăl Qụ á ntị

Theo bảng (10.12) khi dùng dao phay ngón, hệ số tập trung ứng suất tại

rãnh then ứng với vật liệu ơh = 600 MPa là:
Kc= 1,76 và Kt= 1,54
Từ bảng (10.10) với d = 19 mm, lấy:
£ơ = 0,91; gT = 0,87
Ta xác định được tỉ số : Kơ/ £ơ = 1,76/ 0,91 = 1,93

KTd =
1,83
Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất pháp 5^ theo CT (10.20):
5
gz!
0.436.600 _ 4 66
"
+
1,99.28,18
Hệ số an toàn chỉ xét riêng ứng suất tiếp ST theo CT (10.21)
5=
Ĩ=L = O’58-?61’6 =14 97
KrTa+y/ r*m1,83.5,54
Hệ SỐ an toàn s theo CT(10.19): 4,45 > [s] = 2,9
s= Sa.ST _ 4,66’. 14,97
•ỊỆ+sị4,662 + 972
Trục tại tiết diện(2-2) thoả mãn về độ bền mỏi với hệ số an toàn s = 3,37

27


^Đầ án @hi ỶĨiỉí JHú tị

QlụẮiụẪn Qĩhảl Qu á n tị

28