ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

LỜI NÓI ĐẦU
Với chủ chương đưa đất nước ta trở thành một nước công nghiệp vào năm
2020 đảng và nhà nước ta đã đề ra 3 quộc cách mạng trong đó cánh mạng khoa
học kỹ thuật là then chốt để tạo ra của cải vật chất cho xã hội. Ưu tiên phát triển
công nghiệp nặng một cánh hợp lý và đặc biệt là nghành cơ khí
Trong giai đoạn công nghiệp hóa hiện đại hóa không thể thiếu máy móc nó là
nền tảng để phát triển nghành công nghiệp khác. Một trong những hệ thống máy
móc đó là hệ thống băng tải nó được ứng dụng từ dất lâu và sử dụng tới ngày nay
luôn được cải tiến để đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nhiều nghành công nghiệp
khác nhau.
Thời gian vừa qua nhóm chúng em nhận được đề tài “ Thiết kế hệ thống dẫn
động băng tải” sau khi nhận được đề tài này với sự hướng dẫn tận tình của thầy
Nguyễn Tuấn Hùng các thầy trong khoa cùng các bạn và sự cố gắng của nhóm
chúng em đã hoàn thiện đề tài này. Tuy nhiên trong quá trình làm việc với trình độ
và trình độ và kinh nghiệm đang còn hạn chế không thể tránh được thiếu sót
,mong các thầy chỉ bảo để chúng em hoàn thiện hơn nữa
Em xin cảm ơn các thầy đã giúp chúng em hoàn thiện đề tài này !
Tp HCM ngày…tháng…năm 2008
Nhóm thực hiện
NHÓM 20

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN CHẤM ĐỒ ÁN

……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
…………………………………………………………………………………….....
.……………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....


GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....
……………………………………………………………………………………....

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

ĐỀ TÀI

DỀ SỐ 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHUYỀN ĐỘNG BĂNG TẢI

1 động cơ
2 khớp đàn hồi
3 hộp giảm tốc
4 bộ chuyền xính
5 tang tải

Phương án 2: bảng số liệu sau.
1
2
3
4
5
6
7
8

Lực chịu tải
Vận tốc tang tải
Đường kính tang tải
Thời gian phục vụ
Thời gian làm việc t1

Thời gian làm việc t2
Momen soắn ở t1
Momen soắn ở t2

Yêu cầu thiết kế
1
01 bản thiết minh
2
01 bản vẽ lắp A0
3
01 bản vẽ chi tiết

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

F
V
D
L
t1
t2
T1
T2

2000
1.1
400
6
58
14
T

0,85 T

N
m/s
mm
năm
s
s


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

MỤC LỤC
PHẦN I. CHỌN ĐỘNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỈ SỐ TRUYỀN
1.1 Chọn động cơ.......................................................................................................................
a. Công suất cần thiết.....................................................................................................
b. Tính số vòng quay băng tải........................................................................................
c. Chọn động cơ.............................................................................................................
1.2. Phân bố tỉ số truyền.............................................................................................................
1.3.Các thông số trên trục........................................................................................................
a. Công suất..................................................................................................................
b. Số vòng quay............................................................................................................
c. Mô men xoắn............................................................................................................

PHẦN II.THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN XÍCH.
2.1. Chọn loại xích....................................................................................................................

2.2. Các thông số của xích và bộ truyền...................................................................................
a. Xác định bước xích...................................................................................................
b. Xác định khoảng cách trục và mắt xích...................................................................
2.3. Kiểm tra xích về độ bền.....................................................................................................

PHẦN III. BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG.
3.1. Chọn vật liệu.....................................................................................................................
3.2. Xác định ứng suất cho phép..............................................................................................
a. Ứng suất tiếp xúc cho phép .....................................................................................
b. Ứng suất uốn cho phép ............................................................................................
c. Ưng suất quá tải cho phép .......................................................................................
3.3. Tính toán cấp phanh: bộ truyền bánh răng nghiêng .........................................................
a. Xác định khoảng cách trục ......................................................................................
b. Thông số ăn khớp.....................................................................................................
c. Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc...................................................................................
d. Kiểm nghiệm độ bền uốn.........................................................................................
e. Tông số của bộ truyền .............................................................................................
f. Giá trị các lực ...........................................................................................................
3.4. Tính toán cấp chậm: Bánh răng thẳng .............................................................................
a. Xác định khoảng cách trục ......................................................................................
b. xác định các thông số ăn khớp ...............................................................................
c. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc......................................................................
d. Các thông số hình học của bộ truyền.......................................................................
e. Giá trị các lực..........................................................................................................

PHẦN IV. THIẾT KẾ TRỤC VÀ CHỌN THEN
I. TÍNH TRỤC.......................................................................................................29
1. Tính trục đầu vào ...............................................................................................................
a. Thiết kế sơ bộ theo mô men xoắn ............................................................................
b. Tính toán kiểm nghiệm ...........................................................................................

2. Tính trục trung gian ...........................................................................................................
a. Thiết kế sơ bộ theo mô men xoắn ............................................................................

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

b. Tính toán kiểm nghiệm ...........................................................................................
3. Tính trục ra ........................................................................................................................
a. Thiết kế sơ bộ theo mô men xoắn ............................................................................
b. Tính toán kiểm nghiệm ...........................................................................................

II. CHỌN THEN....................................................................................................40
1. Trục đầu vào ......................................................................................................................
2. Trục trung gian ..................................................................................................................
3. Trục ra................................................................................................................................

PHẦN V. CHỌN Ổ LĂN.
1. Trục 1 ................................................................................................................................41
2. Trục 2................................................................................................................................42
3. Trục 3................................................................................................................................42

PHẦN VI. KẾT CẤU HỘP GIẢM TỐC
1. Nắp ổ ................................................................................................................................44
2. Vòng phớt.........................................................................................................................44

3. Nút thông hơi ...................................................................................................................45
4. Que thăm dầu ...................................................................................................................45
5. Nút tháo dầu .....................................................................................................................46
6. Bu lông vòng ....................................................................................................................46

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

PHẦN Ι: XÁC ĐỊNH CÔNG XUẤT ĐỌNG CƠ VÀ PHÂN PHỐI TỶ SỐ
TRUYỀN.
1.1 Chọn Động Cơ.
a.Công xuất cần thiết.
Công suất cần trên băng tải .
p bt =

F.V 2000.1,1
=
= 2,875 (kw)
1000
1000

[ 1]


Do tải trong theo bậc với sơ đồ tải hình bên ta có .

Pth =Pbt.

n

Ti

i=1

max
n

∑( T

∑t

) 2 .t i
=2,2.

58.12 +24.0,92
58+14

[ 1]

i

i=1

=2,0813


(KW)

Công xuất động cơ.

Pdc

Pth
η

với

η = η1.η2.η3 .η4

Hiệu xuất các bộ chuyền tra bảng 3.3 [1] ta được.
η1 = 0,99

hiệu suất của bánh răng trụ ngiêng

η2 = 0,97 hiêu suất bánh răng trụ thẳng
η3 = 0,99 hiệu suất của ổ lăn
η4 = 0,92 hiệu xuất bộ truyền xích
η5 = 1

hiệu suất khớp nối

⇒ η =0,99.0,97.0,994 .0,92.1 = 0,848
⇒ Pdc =

2,0813

=3,4543 ( kw )
0,8486

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

b. Tính số vòng quay băng tải.

60.103.V
nt =
π .D

[1] với: nt số vòng quay tang tải (V/P)

V = 1,15(m/s) vận tốc của tang tải
D = 400 (mm) đường kính tang

⇒

c.

60.103.1,1
nt =

= 52,54 (V/P)
π .400

Chọn động cơ.
Từ bảng 3.2 [1] ta chon tỷ số chuyền cho hộp giảm tốc và bộ
chuyền xich ta được số vòng quay sơ bộ cho động cơ.
áp dụng công thức. nsb = nt.uhgt.ux = 52,54.20.2,5= 2627 (V/P)
trong đó: uhgt = 20 là tỷ số chuyền cảu hộp giảm tốc
ux = 2.5 là tỷ số chuyền của bộ truyền xích
và uhgt , ux được chọn trực tiếp trong bảng 3.2
Dựa vào bảng P1.1 [2] ta chọn được động cơ K112M2 với
các thông số kỹ thuật sau.
Công xuất động cơ

P

= 4 (kw)

Số vòng quay

ndc

= 2890 9 (V/P)

Hệ số quá tải

Tk/Tdn = 2,5

Khối lượng


m

Đường khính trục đc d

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

= 60 kg
= 34 mm


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

d. Kiểm tra điều kiện làm việc của động cơ.
Với động cơ đã chọn ta có

P = 4 kw > Pct
nđb=nsb

Kiểm tra quá tải của đọng cơ. Tqt < T max

1.2 Phân phối tỷ số truyền .
Với động cơ đã chọn ta có số vòng quay động cơ là ndc=2890 (V/P)
Vậy tính lại tỷ số truyền chung là.
Với hộp giảm tốc chọn sơ bộ u hgt = 20 vậy tỷ số truyền của bộ tryền xích sẽ
u
55

u x = ch =
= 2, 75
u
20

là .

hgt

Khi phân phối tỷ số truyền cho hộp giảm tốc có hai cấp số nhanh chậm ta
có thể áp dụng công thức theo yêu cầu bôi trơn.

u

nh

[3]

⇒u

⇔u
⇒u

hgt

=u .u =1, 25.u 2
ch nh
ch
u


ch

20
hgt
=
=4
1,25
1,25

=
u

nh

=

hgt

u

ch

.

=

20
=5
4


Phân phối tỷ số truyền như sau.
Tỷ số truền của hộp giảm tốc cấp nhanh unh = 5
Tỷ số truyền của hộp giảm tốc cấp chậm uch = 4
Tỷ số truyền của bộ chuyền xích

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

ux =2.75

= (1, 2 → 1, 3).u

ch


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

1.3 Tính các thông số trên trục.
a. Công suất:
Pc.tác = 2,4543 kW (đã tính)
P3 = Pc.tác / η 3ct = Pc.tác / (η 4. η 3) = 2,4543 / (0,92.0,99) = 2,695 kW
P2 = P3 / η 23 = P3 / (η2 . η 3) = 2,695/ (0,97.0,99)

= 2,806 kW

P1 = P2 / η 12 = P2 / (η 1. η 3) = 2.806 / (0,99.0,99)


= 2,863 kW

Pđc = P1 / η đc1 = P1 / (η 5. η 3) = 2.863 / (1.0,99)

= 2,822 kW

b.Số vòng quay:
nđc = 2890 v/ph
n1 = nđc = 2890 v/ph (liên kết giữa trục đ/cơ và HGT qua khớp nối)
n2 = n1 / unh = 2890 / 5

= 578 v/ph

n3 = n2 / uch = 578 / 4

= 144,5 v/ph

nct = n3 / ux = 144.5 / 2,75 = 52,55 v/ph
c.Mômen xoắn:
Tđc = 9,55.106.Pđc / nđc = 9,55.106. 2,892 / 2890 = 9556,6

Nmm

T1 = 9,55.106.P1 / n1 = 9,55.106. 2,863 / 29890 = 9460,8

Nmm

T2 = 9,55.106.P2 / n2 = 9,55.106. 2,806 / 578


= 46362,1 Nmm

T2* = T2 / 2 = 61843 / 2 = 30921 Nmm
T3 = 9,55.106.P3 / n3 = 9,55.106. 2,695 / 144,5

= 178112,5 Nmm

Tct = 9,55.106.Pc.tác / nct = 9,55.106. 2.4543 / 52,55 = 446024,1 Nmm

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

Bảng kết quả tính.

Truc

Động cơ

Ι

ΙΙ

ΙΙΙ


5

4

2,57

Công tác

Thông số
Tỷ số chuyền u

Khớp

Số vòng quay n,V/P

2890

2890

578

144.5

52,55

Công xuất P,kw

2,892


2,863

3,743

2,695

2,4543

Moomen xoắnT,Nmm

9556.6

9460,8

61843

187112,5

446024,1

T2* = T2 / 2 = 61843 / 2 = 30921 Nmm

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1


PHẦN II. THIEÁT KEÁ BỘ TRUYỀN XÍCH.
2.1. Chọn loại xích.
Chọn xích ống con lăn u= 2.75 ≈ 3
2.2 Các thông số của xích và bộ truyền.
Dựa vào bảng 5.4.
Ta có : z1 = 25
⇒ z2 = 3. z1 = 3.25 = 75

a. Xác định bước xích.
Với k = k0 ka kdc kbt kd kc
k0 = 1, 25
ka = 1

Chọn

kdc = 1, 25
kd = 1
kc = 1
kbt = 1

kz =

z01 25
=
=1
z1 25

kn =


n01 200
=
; 1,38 . Ta chọn n01=200.
n1 145

⇒ k = 1,25.1.1,25.1.1.1=1,5625

Như vậy:
Pt = P.k .k z k n = 2, 695.1,5625.1.1,38 ; 5,81 kw

Theo bảng 5.5 với n01 = 200 vòng/phút, chọn bộ truyền xích 1 dãy có bước xích
p=25.4mm thõa mãn điều kiện bền mòn:
Pt < [ P ] = 7.75kw , đồng thời theo bảng 5.8, p < pmax

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

b. Xác định khoảng cách trục và số mắt xích:
Khoảng cách trục a= 40p = 40.25,4 =1016 mm.
x = 2a / p + 0,5( z1 + z2 ) + ( z2 − z1 ) 2 p /(4π 2 a)
= 2.40 + 0,5(25 + 75) + (75 − 25) 2 .25, 4 /(4π 2 .1016) ; 131, 6

Lấy số mắt xích chẵn xc = 132, ta tính lại khoảng cách trục
a = 0, 25. p{xc − 0,5( z2 + z1 ) + [ xc − 0,5( z2 + z1 )]2 − 2[( z2 − z1 ) / π ]2 }

a = 0, 25.25, 4{132 − 0,5(75 + 25) + [132 − 0,5(75 + 25)]2 − 2[(75 − 25) / π ]2 } ; 1021mm

Để xích không chịu lực căng quá lớn, giảm a 1 lượng bằng:
∆a = 0, 003a ; 3 . Do đó a = 1018 mm.

Số lần va đập của xích.
i = z1 n3 /(15 x ) = 25. 145/(15.132) ; 2 <[i] =30. tra bảng 5.9.

2.3 Kiểm tra xích về độ bền:
s = Q /(kd Ft + F0 + Fv ) .

Theo bảng 5.2, tải trọng phá hỏng Q = 56700 N, khối lượng 1mét xích:
q = 2,6kg.
kd = 1, 7 .
v = z1tn3 / 60000 = 25.25, 4.145 / 60000 ; 1,53 m/s.
Ft = 1000 P / v = 1000.2, 695 /1,53 = 1761, 44 N .
Fv = qv 2 = 2, 6.1,532 = 6, 086 N
F0 = 9,81k f qa

Với k f = 2 , bộ truyền nghiêng một góc trên 400
⇒ F0 = 9,81.2.2, 6.1, 018 = 51,93 N

Do đó: s = 56700 /(1, 7.2349 + 51,93 + 6, 086) ; 14

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh

Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

Theo bảng 5.10 với n=200 vòng /phút, [s]= 8,2. Vậy s > [s] : bộ truyền xích đảm
bảo đủ bền.
-

Đường kính đĩa xích:

d1 = p / sin(π / z1 ) = 25, 4 / sin(π / 25) = 202, 66mm
d 2 = p / sin(π / z2 ) = 25, 4 / sin(π / 75) = 606,56mm

-

Kiểm tra độ bền tiếp xúc của đĩa xích:

+ Đĩa xích 1:
σ H 1 = 0, 47 kr ( Ft K d + Fvd ) E /( Akd ) ≤ [σ H ]

Với z1 = 25.
Fvd = 13.10−7 n1 p3 m = 13.10−7.145.25, 43.1 ; 3, 09 N (m = 1: số dãy xích)

z
15
20
kr
0,59
0,48
Từ bảng trên ta chọn kr = 0, 42


30
0,36

40
0,29

50
0,24

60
0,22

E = 2 E1 E2 /( E1 + E2 ) = 2,1.105

Từ bảng 5.16 [ff] ta chọn A = 180mm2
kd = 1 ( xích 1 dãy)
Kd = 1

σ H 1 = 0, 47. K r ( Ft .K d + Frd ).E /(180.1) = 365, 7 MPa
⇒ σ H 1 = 0, 47. 0, 42(1761, 44.1 + 3, 09)2,1.105 /(180.1) = 437, 03MPa

Như vậy ta dung thép 45 tôi cải thiện đạt độ rắn HB210 sẽ đạt được ứng suất
cho phép [σ H ] = 600 MPa , đảm bảo độ bền tiếp xúc cho răng đĩa 1.
Tương tự đĩa xích 2 cùng vật liệu và nhiệt luyện ta có:
σ H 1 = 0, 47. 0, 42(1761, 44.1 + 3, 09)2,1.105 /(180.1) = 437, 03MPa < [σ H ] = 600 MPa

Với z2 = 75.

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng



Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

Fvd = 13.10−7 n2 p3 m = 13.10−7.435.25, 43.1 ; 9, 27 N

kr = 0, 22 ; E = 2,1.105MPa.

-

Xác định lực tác dụng lên trục:

Fr = k x Ft = 1, 05.2349 = 2466, 45 N , trong đó đối với bộ truyền xích thẳng đứng

kx=1,05.

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

PHẦN ІІІ : THIẾT KẾ BỘ TRUYỀN BÁNH RĂNG

3.1 Chọn vật liệu.
Do hộp giảm tốc hai cấp chịu tải trọng trung bình không yêu cầu đăc biệt
và được bôi trơn tốt. Theo quan điểm thống nhất hóa trong thiết kế nên
chọn vật liệu làm bánh răng của hai cấp như nhau có độ rắn bề mặt răng
HB < 350. Đồng thời để tăng chống mài mòn cho răng chọn độ cứng của
bánh răng nhỏ hơn bánh răng lớn khoảng 25 ÷ 50 HB
BH1 = BH2 + (25÷50) HB
 Bánh răng nhỏ thép 45 tôi cải thiện
Tra bảng (6.1) /92 [2] ta được thong số của thép sau.
- Giới hạn bền kéo σbk = 850 N/mm2
- Giới hạn chảy
σch = 580 N/mm2
- Độ rắn : HB = 241÷ 285 (chọn HB = 250)
 Bánh răng lớn thép 45 tôi cải thiện
- Giới hạn bền kéo σbk = 750 N/mm2
- Giới hạn chảy
σch = 450 N/mm2
- Đọ rắn HB = 192 ÷240 (chọn HB = 230)
3.2 Xác định ứng xuất cho phép.
a) Ứng suất tiếp xúc cho phép
Với độ cứng bánh răng nhỏ HB = 250 và bánh răng lớn HB = 230 ta có giới
hạn tiếp xúc mỏi và giới hạn mỏi uốn.
σ OHlim1 = 2HB+70 = 2 250 + 70 = 570 MPa
σ OHlim2 =2HB+70 = 2 230 + 70 = 530 MPa
σ OFlim1 =1,8HB = 1,75 250 = 450 MPa
σ OFlim2 =1,8HB = 1,75 230 = 414 MPa
Ứng suất tiếp xúc cho phép tính sơ bộ theo công thức 6.1a [2].

[ σ H ] = σ Ho lim .


K HL
SH

Trong đó. σoH lim giới hạn tiếp xúc tưng ứng với số chu kỳ làm việc cơ sơ

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

K HL hệ số tuổi thọ
SH = 1,1 tra được trong bảng 6.2 [2]
Số chu kỳ làm việc cơ sở của hai bánh răng tính theo công thức N OH =
30HB2.4
N HO1 =30HB12,4 =30.2502,4 =1,7.107
N

HO2

=30HB2,4 =30.2302,4 =1,4.107
2

Tổng thời gian làm việc của máy
L H =6.300.2.8 = 24000


Số chu kỳ làm việc tương đương tính theo sơ đồ tải trọng công thức 6.36 [1]
3

N HE

Với

 T 
= 60.c ∑  i ÷ .ni .ti
 Tmax 

c = 1 cặp bánh răng ăn khớp
ni số vòng quay ở trục thứ i
t1 =

45
24
L H và t 2 =
LH
69
69
⇒ N HE1

 T 3 24  0,9T 3 45 
= 60.c.n1 .Lh .  ÷ . + 
÷. 
 T  69  T  69 
14 
 58
= 60.1.2890.28800.  + 0, 93. ÷ = 4, 6.109

72 
 72

 T 3 45  0, 9T 3 24 
⇒ N HE2 = 60.c.n2 .Lh .  ÷ . + 
÷. 
 T  69  T  69 
14 
 58
= 60.1.578.28800.  + 0,93. ÷ = 0, 924.109
72 
 72

Ta có
NHE1>NHO1
NHE2>NHO2
Vậy he so tuoi tho KHL= 1
o
⇒ [ σ H2 ] = σ Hlim2
.

o
⇒ [ σ H1 ] = σ Hlim1
.

K HL
1
= 570. = 518, 2 Mpa
SH
1,1


K HL
1
= 530. = 481,8 Mpa
SH
1,1

Với cấp nhanh sử dugj bánh răng nghiêng ta có ứng xuất tiếp xúc cho phép
σ +σ
518, 2 + 481,8
= 500 Mpa
[ σ H ] = H1 H 2 =
2

2

Thử điều kiện ta thấy. [σH] =500<1,25.481,8
Với cấp chậm sử dụng bánh răng thẳng tính ra NHE>NHO nên KHL=1 do đó

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

[σH]’=[σH]2=481,8 Mpa


b) Ứng suất uốn cho phép.
6

Công thức 6.8 [2] N HE

 T 
= 60.c ∑  i ÷ .ni .ti
 Tmax 

Với NFO = 4.106 với mọi loại thép.
 T 6 58  0,85T 6 14 
⇒ N FE1 = 60.c.n1 .Lh .  ÷ . + 
÷. 
 T  72  T  72 
14 
 58
= 60.1.2890.28800.  + 0,856. ÷ = 4,3.109 chukì
72 
 72
 T 6 58  0,85T  6 14 
⇒ N FE2 = 60.c.n2 .Lh .  ÷ . + 
÷. 
 T  72  T  72 
14 
 58
= 60.1.578.28800.  + 0,856. ÷ = 0,88.107
72 
 72


Ta có NEF>NOF vậy KFL=1
Bộ chuyền quay một chiều nên KFC = 1
Tra bảng 6.2 ta có SF = 1,75

[ σ F ]1

= σ Fo lim1 .

[ σ F ] 2 = σ Fo lim 2 .

K FL .K FC
1.1
=450.
=282,86 Mpa
SH
1,75

K HL
1
= 414.
= 260, 23 Mpa
SH
1, 75

c) ứng suất quá tải cho phép: theo công thức (6.13) và (6.14)
[σH]max =2,8.σch2 =2,8.450 = 1260 Mpa
[σF1]max =0,8.σch2 =0,8.580 = 464 Mpa
[σF2]max =0,8.σch2 =0,8.450 = 360 Mpa

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng



Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

3.3 Tính toán cấp nhanh : Bộ truyền bánh răng nghiêng.
a) Khoảng cánh sơ bộ của trục: công thức (6.15a).

aw = K a ( u + 1)

3

T1.K H β

[σH ]

2

.u .φba

Trong đó: Ka hệ số phụ thuộc vào vật liệu lam bánh răng và loại răng.
K H β là hệ số kể đén sự phân bố tải trong trên vành răng.
T1 là momen trên trục trục chủ động.
σ H là ứng suất cho phép Mpa
u là tỷ số truyền.
φ ba =bw/aw và bw là chiều rộng vành răng lấy trong bảng 6.6.
Theo bảng 6.6 chọn φ ba= 0,3 với răng nghiêng Ka= 43 (bẳng 6.5) theo công

thức (6.16) φ bd=0,5. φ ba(u+1) = 0,5.0,3.(5+1) =0,9 vậy theo bảng 6.7 ta
chọn được KHβ = 1,12 (sơ đồ 3). Ta có T1 = 12619.
Vậy ta tính được .

aw = 43 ( 5 + 1)

3

12619.1,12
= 122,5 mm
5002.5.0,3

Ta Lấy aw = 123 mm nhưng để dảm bảo độ bền tiếp xúc và độ bền của răng
ta lấy khoảng cách trục aw =136 mm.
b) Thông số ăn khớp.
Xác định modun của bánh răng theo công thức.
m = (0,01 ÷ 0,02).aw = (0,01÷0,02)94=0,94÷1,88 mm
Ta không chọn m < (1,5÷2) để đảm bảo độ bền cho răng
Theo bảng 6.8 chon môdun m = 1.75
Chọn sơ bộ góc nghiêng sơ bộ β =100 vậy số răng bánh nhỏ là
z1= 2awcosβ[m(u+1)] = 2.94.cos100/(1,75.6 )= 17,4
Lấy z1= 17 vậy số răng bánh lớn là z2 = 17.5= 85
Cosβ = m (z1+z2)/(2aw) = 0,949
→
β =18029’

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

(6.17)



ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

c) Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc.
Theo 6.33 ứng suất tiếp súc trên bề mặt răng làm việc.
2T 1.K H . ( u + 1)

σ H = Z M .Z H .Zε .

(*)

2
bw .ud w1

-

Theo bảng 6.5 thì ZM = 274

-

βb là góc nghiêng trên hình trụ cơ sơ tính theo công thức 6.35
βb=arctg( cosαt.tgβ )=arctg(cos19,05.tg18,290)=17,3
với αt = αw=arctg(tgα.cosβ)=arctg(tg20.0,949)=19,05
ZH là hệ số kể đến hình dạng bề mặt tiếp súc.
2cos β b

cos17,35
ZH =
= 2
= 1, 75
sin 2α tw
sin 2.19, 05

-

Theo công thức 6.37 hệ số chùng khớp được tính.
εβ = bw.sinβ/(mπ) = 0,3.94.sin(18,29)/(π.2)=1,4
do đó theo công thức 6.38 Zε =

1
1
=
= 0, 777
εα
1, 654

trong đó theo 6.38b . εα= [1,88-3,2(1/z1+1/z2 )]cosβ
= [1,88-3,2(1/17+1/85)]0,949=1,65
-

Đường kính vòng lăn bánh nhỏ.
d w1 =

-

Tính KH: KH =KHβ.KHα.KHV


2aw 2.94
=
= 31,33
u +1
6
(6.39)

Theo 6.40 . V =π.d w1.n1//60000=3,14.29.2890/60000 = 4,386
m/s
Với v = 4,386 m/s theo bảng 6.13 dùng cấp chính xác 9 .theo bảng6.14 với
cấp chính xác 8 thì KHα=1,16
KHV : hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp

K HV = 1 +

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

vH .bw .d w1
2.T .K H β .K H α

vH = δ H .g o .v.

aw1
u1m


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh

Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

Theo bảng 6.15 , 6.16 .
δH =0,002 : hệ số kể đến ảnh hưởng của sai số ăn khớp
go = 73 : hệ số kể đến ảnh hưỏng sai lệch bước răng

94
= 2, 776
5
2, 776.0,3.94.31,33
⇒ K HV = 1 +
= 1, 074
2.12619.1,12.1,16
⇒ K H = 1,16.1,12.1, 074 = 1,395
Thay các giá trị vào (*) ta được.
⇒ vH = 0, 002.73.4,386

σ H = 274.1, 75.0, 777.

2.12619.1,395. ( 5 + 1)
= 460, 28 Mpa
0,3.94.5.31,332

Với v = 4,386 m/s < 5 m/s
 ZV = 1
Cấp chính xác động học là 9, chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 8 khi
đó cần gia công đạt độ nhám là Ra = 2,5 ÷ 1,25 μm. Do đó:
ZR = 0,95 : Hệ số xét đến độ nhám của mặt răng làm việc

Với da < 700 mm
 KXH = 1 : hệ số xét đến ảnh hưởng kích thước bánh răng

[ σ H ] = 500.0,95.1.1.1 = 475 ( MPa)
Vì σ H < [ σ H ] nên bánh răng thiết kế thoả điều kiện tiếp xúc

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng


ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY

Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

d) Kiểm nghiệm độ bền uốn.

σF =

2.YF1 .T1.K F β .K FV .K Fα .Yε .Yβ
d w .bw1.m

-Hệ số dạng răng YF:
Số răng tương đương:
Từ bảng 6.18 trang 109 [1] ta có:

Z1
= 20 rang
cos3 β

Z2
Zv 2 =
= 100 rang
cos3 β
Z v1 =

Đối với bánh dẫn: YF1 = 4,08
Đối với bánh bị dẫn: YF1 = 3,6
Từ bảng 6.7 trang 98 [1] (sơ đồ 7):
 KFβ = 1,12
Từ bảmg 6.14 trang 107 [1] ta có
KFα = 1,40
Từ bảng 6.15, 6.16 trang 107 [1] ta có:
δF = 0,016

và go = 73

ε α = 1, 65 ⇒ Yε =

1
1
=
= 0, 606
ε α 1, 65

β = 18, 290 ⇒ Yβ = 1 −

β
= 0,869
140


aw 2
94
= 0, 006.73.4,368.
= 8, 295
u
5
δ F = 0, 006 bang 6.15 [2]
⇒ vF = δ F .g 0 .v.

K Fv = 1 +

vF .bw .d w
8, 295.31,33.0,3.94
= 1+
= 1,19
2.T1.K F β .K Fα
2.12619.1,12.1, 4

⇒ σ F1 =

2.4, 08.12619.1,12.1, 4.1,19.0, 606.0,869
= 65,5 ( MPa )
31,33.94.0,3.1, 75

(thoả)
σ F 2 = σ F1

YF 2
4, 08

= 65,5.
= 74, 23 ( MPa )
YF 1
3, 6

σF2 < [σF2]

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

Ta
thấy
σF1 <
[σF1 ]


Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

e) Thông số của bộ truyền.
Khoảng cánh truc:
Môdun:
Chiều rộng vành răng:
Tỷ số truyền:
Góc nghiêng của răng :
Hệ số dịch chỉnh:
Đường kính vòng chia:

aw = 136 (mm)
m =1,75
bw = 36 (mm)

u =5
β =18,190
x1=0 ;x2=0

mn .Z1
1, 75.18
=
= 31,33 mm
cos β cos18, 29
m .Z
1, 75.85
d2 = n 2 =
= 156, 67 mm
cos β cos18, 29
d1 =

Đường kính vòng đỉnh:
d a1 = d1 + 2.mn = 31,33 + 2.1, 75 = 34,83 mm
d a 2 = d 2 + 2.mn = 156, 67 + 2.1, 75 = 160,17 mm

Đường kính vòng đáy
d f 1 = d1 − 2,5.mn = 31,33 − 2,5.1, 75 = 26,955 mm
d f 2 = d 2 − 2,5.mn = 156, 67 − 2,5.1, 75 = 152,195 mm

f) Giá trị các lực:
Bánh dẫn cấp nhanh:
Lực vòng:
Ft1 = 2.

T1

T
12619
= 1 =
= 450, 67 ( N )
2d w1 d w1
28

Lực hướng tâm:
Fr1 = Ft1.

tgα tw
cos β

= 450, 67.

tg19, 05
= 169,9 ( N )
cos18, 29

Lực dọc trục:
Fa1 = Ft1.tg β = 450,67.tg18, 29 = 148,95 ( N )

3.4 Tính cấp chậm: Bộ truyền bánh răng thẳng

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1



Trường : ĐH Công Ngiệp TP Hồ Chí Minh
Khoa : Cơ khí

ĐỒ ÁN CHI TIẾT MÁY
ĐỀ 5 - PHƯƠNG ÁN 1

a) Xác định sơ bộ khoảng cách trục:
aw 2 = K a . ( u2 + 1)

Với:

3

T2 .K H β

[σH ]

2

.u2 .ψ ba

T2 = 61843 Nmm

Ψba = 0,4 (Bảng 6.6 trang 97 [2])
Ψbd = 0,5. Ψba.(u+1) = 0,5.0,4.(4+1) = 1
Ka = 49,5 (Bảng 6.5 trang 96 [1] với bánh răng nghiêng)
KHβ = 1,07 (Bảng 6.7 trang 98 [2])
⇒ aw 2 = 49, 5. ( 4 + 1)

3


61843.1, 07
= 159, 86 mm
481,8 2 .4.0, 4

Chọn aw = 160

b) .Xác định các thông số ăn khớp:
• Modun:
Ta có : m = (0,01÷0,02).aw = 1,37÷2,76
Theo quan điểm thống nhất hoá trong thiết kế ta chọn m = 2,5
• Số răng:
Z1 =

2.aw 2
2.138
=
= 22, 08
m2 . ( u2 + 1) 2,5. ( 4 + 1)

Chọn Z1 = 22 răng
Z2 =Z1 .u2 = 22.4 =88
Chọn Z2 =88 răng

c) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
•

Ứng suất tiếp xúc trên bề mặt răng làm việc:

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng