Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Phần 1: Chọn động cơ
Xác định công suất cần thiết , số vòng quay sơ bộ hợp lý của động cơ điện và
chọn động cơ điện:
1) Xác định công suất cần thiết :
P
ct
=

t
P
Trong đó: P
ct
là công suất cần thiết trên trục động cơ(kW).
P
t
là công suất tính toán trên trục máy công tác (kW).
là hiệu suất truyền động.
- Hiệu suất truyền động: =
K
.
.
4
o


2

. 0,93 = 0,83
- Tính p
t
:
+ Trớc hết ta phải xác định tính chất làm việc của động cơ
t
s
=
021
21
ttt
tt
++
+
.100 =
4
5,12 +
.100 = 87,5
t
s
> 60% do đó động cơ làm việc với tải trọng thay đổi có chu kì
P
t
= P
td


P
td
=


Vì P tỉ lệ bậc nhất với T nên ta có:5,0
1
2
1
2
1
==
T
T
P
P P
2
= 0,5P
1

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
4Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế
D
V
d

= 64 (v/p)
- Tỉ số truyền của cơ cấu : U
t
=
hn
U.U

U
h
: tỉ số truyền hộp giảm tốc.
U
n
: tỉ số truyền bộ truyền ngoài.
- Theo bảng 2- 4 Trang 21/ tập 1, ta chọn sơ bộ : U
n
= 2,2
U
h
= 10
U
t
= 10 . 2,2 = 22
- Số vòng quay sơ bộ của động cơ:
n
sb
= n

mm
T
T
1,4
- Dựa vào các thông số trên và phụ lục 1-3 ta chọn động cơ có ký hiệu :
4A132M4Y3 có : P
dc
= 11 kw
n
dc
= 1458 v/ph

dn
mm
T
T
= 2

phần 2: phân phối tỉ số truyền

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
5Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên ThếXác định tỉ số truyền động U
t

t
=U
n
.U
h
Ta có hộp giảm tốc bánh răng trụ phân đôi,do đó chọn U
h
trớc sau đó tính U
n
U
h
= U
1
.U
2
Theo bảng 3-1 ứng với U
h
= 10 ta có :
U
1
= 3,58
U
2
= 2,79
U
1
: tỉ số truyền của bộ truyền cấp nhanh.
U
2
: tỉ số truyền của bộ truyền cấp chậm.

===
1458
26,8
.10.55,9.10.55,9
6
1
1
6
1
n
p
T
54104 (Nmm)

+ Trục II :
P
=== 99,0.97,0.26,8..
1Br2
1
o
P
7,93(kw)
n
( )
phv
u
n
/407
58,3
1458

3
=
79,2
407
2
2
=
u
n
= 146 (v/ph)

146
7,62
.9,55.10
n
p
.9,55.10T
6
3
3
6
3
==
=498432 (Nmm)
- Dựa vào kết quả tính toán ở trên ta có bảng sau:
Trục
Thông số
Động cơ 1 2 3
Công suất P
( )

nhỏ hơn từ 1015HB nên ta chọn thép 45 tôi cải thiện có
HB = 192240 lấy giá trị HB =235 ;

=
2b

750Mpa ;
=
2ch

450Mpa
II- Xác định ứng suất cho phép:
- Theo bảng 6-2 với thép 45 tôi cải thiện thì :
70HB2
0
limH
+=
;
1,1S
H
=
;
HB8,1
0
limF
=
;
75,1S
F
=

( )
MpaHB
H
54070235.2702
2
0
2lim
=+=+=
( )
MpaHB
F
423235.8,1.8,1
2
0
2lim
===
- Số chu kỳ thay đổi ứng suất cơ sở khi thử về tiếp xúc
Theo 6-5 N
4,2
HB0H
H30=
thay số
N
74,2
1
10.7,1250.30 ==
Ho
; N
74,2
2

i
. t

Trong đó : c là số lần ăn khớp trong 1vòng quay.
n là số vòng quay trong một phút.
t

là tổng số giờ làm việc của bánh răng đang xét.
Thay số N
HE1
= 60.1[(1)
3
.407.3600 + (0,5)
3
.146.2700]
= 9,1.10
7
.
N
HE1
> N
HO1
K
HL1
=1

N
2HE
=
1

Mpa
H
518
1,1
1
.570
1
==
[ ]
)(491
1,1
1
.540
2
Mpa
H
==
Với cấp nhanh sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng :
[
H
] =
[ ] [ ]
2
21
HH

+
=
2
491518 +

6
.407.3600 + (0,5)
6
.146.2700] = 8,8.10
7
.
N
FE1
> N
1FO
K
FL1
= 1
N
2FE
=
1
1
u
N
FE
=
58,3
10.8,8
7
= 2,45.10
7
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
8

Mpa
Mpa
F
F
7,241
75,1
1.1
.530
257
75.1
1.1
.570
2
1
==
==
- ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
[ ]
( )
Mpa
Mpa
Mpa
Mpa
chF

1
2
1
11

.
.1
baH
H
aw
u
KT
uk +=

K
a
là hệ số phụ thuộc vào vật liệu của cặp bánh răng và loại răng
Tra bảng 6-5 tập 1 đợc k
( )
3
1
a
Mpa43
=
T
1
Mô men xoắn trên trục bánh chủ động T
=
1
54104 (Mpa)

Theo 6-17 m
( ) ( )
12002,001,002,001,0 ==
w
a
= (1,22,4)
Theo bảng 6-8 chọn m = 2
Sơ bộ chọn =30
0
cos = 0,866
- Xác định số răng
Theo công thức 6-19 tập 1 : Z
( ) ( )
6,22
158,32
866,0.120.2
1.
cos 2
1
1
=
+
=
+
=
um
a
w
Lấy tròn Z
1

833,0
120.2
)2278.(2
.2
)(
21
=
+
=
+
w
a
ZZm
= 33,59
0
3) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Theo 6-33 tập 1 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
( )
2
1
1


1 2

wmw
mH
HMH
dub
uKT

=
tw
= arctg(tg/cos) = arctg(tg20
0
/cos33,59
0
) = 23,6
0
tg
b
= cos
t
.tg = cos(23,6
O
).tg(33,59
O
) = 0,686
b
= 31,23
0

526,1
)6,23.2sin(
23,31cos.2
0
0
==
H
Z
b













+=

841,0
411,1
1
411,1833,0
78
1
22
1
.2,388,1


==
=




HvHHH
K.K.K

=
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng trên chiều rộng vành răng
Tra bảng 6-7 tập 1
09,1

=
H
K
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp
K
HV
là hệ số kể đến tải trọng động xuất hiện trong vùng ăn khớp
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
10Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên ThếK

60000
1458.8,52.14,3
==
Theo bảng 6-13 chọn cấp chính xác 9
Theo bảng 6-14 : K

H
= 1,13
Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1
73g;002,0
0H
==
42,3
545,3
120
.028,4.73.002,0 ==
H

048,1
13,1.09,1.54104.2
8,52.36.42,3
1 =+=
HV
K
Vởy K
29,1048,1.13,1.09,1 ==
H

Thay vào 6-33 :
( )

1K700d;700
XH2a1a
=<<
[ ]
( )
Mpa
H
27,4791.95,0.1.5,504 ==
Do đó
[ ]
HH
<

Kiểm tra :

[ ]
[ ]
%4%100.
27,479
5,46927,479
<

=

H
HH


Điều kiện về bền tiếp xúc thoả mãn
4) Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn:

Đờng kính vòng lăn bánh chủ động d
w1
= 52,8 (mm)
Y

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
11Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên ThếY



1
=
với


hệ số trùng khớp ngang

7,0
411,1
1
411,1


1
1
=====

Z
Z
Z
VV
Tra bảng 6-18 đợc
6,3;72,3
21
==
FF
YY
K
F
Hệ số tải trọng khi tính về uốn K
FVFFF
K.K.K

=
Trong đó:
K
F


= 1,19 (tra bảng 6-7) với
bd

=0,68

=73

264,10
545,3
120
028,4.73.006,0 ==
F
K
FV
=1+
109,1
386,1.19,1.54104.2
8,52.36.264,10
=
K
F
= 1,19.1,386.1,109 = 1,83
Thay vào 6.43 ta có

( )
Mpa
F
1,103
2.8,52.36
72,3.76,0.7,0.83,1.54104.2
1
==


( )

S
=1,08- 0,0695ln(2) = 1,032
K
XF
=1 vì d < 400mm
[]
1
= 257.1.1,032.1 = 265,22 (Mpa)
[]
2
= 241,7.1.1,032.1 = 249,43 (Mpa)
Nh vậy độ bền uốn thoả mãn.
5) Kiểm nghiệm răng về quá tải:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
12Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế Theo 6.48 K
qt
=
4,1
max
=
T
T


w
120
Mô đun pháp m 2
Chiều rộng vành răng (mm)
b
w
18
Tỷ số truyền
u
m
3,545
Góc nghiêng của răng

33,59
0
Số răng bánh răng
Z
1
22
Z
2

78
Đờng kính chia (mm)
d
1
52,8
d
2
187,2

Hệ số trùng khớp ngang



1,441
Góc ăn khớp

tw
23,6
0
IV- Tính bộ truyền cấp chậm :
( Bánh răng trụ răng thẳng )
1) Xác định sơ bộ khoảng cách trục :
a
( )
[ ]
3
2
2
2
22

.
.1
baH
H
aw
u
KT
uk +=

4,0=
ba


( ) ( )
75,0179,2.4,0.5,01..5,0
1
=+=+= u
babd
Theo bảng 6-7 sơ đồ 7
H
K
=1,02
Thay vào trên
a
( )
=+=
3
2
4,0.79,2.491
02,1.186072
.179,2.5,49
w
167,4 (mm)
Lấy a
w
= 167 mm
2) Xác định thông số ăn khớp , mô đun:
Theo 6-17 m
( ) ( )

= U
2
.Z
1
= 2,79. 43 = 119,9
Lấy Z
2
= 121
a
2w
=
=
+
=
+
2
)12143(2
2
)(
21
zzm
164 (mm)
Lấy a
2w
= 165 mm, do đó cần dịch chỉnh để tăng khoảng sách trục từ 164
lên 165 mm .
Tính hệ số dịch tâm theo (6.22)
y =
5,0)12143(5,0
2

Theo (6.24) hệ số giảm đỉnh răng :
y =
0098,0
1000
164.06,0
1000
.
==
tx
zk

Theo (6.25) tổng hệ số dịch chỉnh :
x
t
= y + y = 0,5 +0,0098 = 0,5098
Theo (6.26) hệ số dịch chỉnh bánh 3 và bánh 4 :
x
3
= 0,5
136,0
164
5,0)43121(
5098,05,0
)(
34
=




cos
934,0
165.2
)20cos(.2.164
2
cos
0
2
===
w
t
tw
a
mz


0
93,20=
tw
3) Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc:
Theo 6-33 tập 1 ứng suất tiếp xúc trên mặt răng làm việc :
( )
2
1
1


1 2

=
0
)93,20.2sin(
1.2
= 1,731

b
w
= 0,4.165 = 66 (mm)
u
m
=
43
121
1
2
=
z
z
= 2,81
Z

là hệ số kể đến sự trùng khớp của răng đợc tính theo công thức (6.36a)
Z
3
4





+=
Z
- Đờng kính vòng lăn bánh nhỏ :
d
w3
=
181,2
165.2
1
.2
2
+
=
+
m
w
u
a
= 86,6 (mm)
- K
H
là hệ số tải trọng khi tính về tiếp xúc K
HvHHH
K.K.K

=
K

H
là hệ số kể đến sự phân bố không đều tải trọng cho các đôi răng ăn khớp


( )
s
m
V 844,1
60000
407.6,86.14,3
==
Theo bảng 6-13 chọn cấp chính xác 9
Bánh răng trụ răng thẳng : K

H
= 1
Tra bảng 6-15 ; 6-16 tập 1
73;006,0
0
== g
H
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
15Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế19,6
81,2
165
.844,1.73.006,0 ==

1Z
s
m
5
V
=
Với cấp chính xác động học là 9,chọn cấp chính xác về mức tiếp xúc là 9 R
( )
9,04010 ==
Rz
Zm
Đờng kính đỉnh răng d
1K700d;700
XH2a1a
=<<
[ ]
( )
Mpa
H
9,4411.9,0.1.491 ==
Do đó
[ ]
HH
<

Kiểm tra :
[ ]
[ ]
%4%100.
9,441

= 186072 (N.mm)
m Mô đun pháp : m= 2 (mm)
b
w
Chiều rộng vành răng : b
( )
mm
w
66=
d
w3
Đờng kính vòng lăn bánh chủ động: d
w3
= 86,6 (mm)
Y

Hệ số kể đến sự trùng khớp của răng
Y



1
=
với


là hệ số trùng khớp ngang

562,0
78,1

Trang
16Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế K
F


= 1,023 (tra bảng 6.7) với
bd

= 0,75
K
F


= 1,37 (tra bảng 6.14)
K
FV
= 1 +
2
3
2

FF
wwF
KKT

F
= 1,023.1,37.1,067 = 1,495
Thay vào 6.43 ta có :

( )
Mpa
F
99
2.6,86.66
62,3.1.562,0.495,1.186072.2
3
==


( )
Mpa
Y
Y
F
F
FF
86,96
62,3
542,3
.99
3
4
34
===


=
4,1
max
=
T
T

[ ]
)(12608,5224,19,441
max
max
MpaK
HqtHH
=<===

[ ]
)(4646,1384,1.99.
max
13max
MpaK
FqtFF
=<===

[ ]
)(3606,1354,1.86,96.
max
44max4
MpaK
FqtFF
=<===

P
t
= P.k.k
z
.k
n
k
z
=
1
25
2525
1
==
z
Với n
01
= 200 v/ph k
37,1
146
200
1
01
===
n
n
n
k = k
0
.k

Z
4

121
Đờng kính cơ sở (mm)
d
3b
80,8
d
4b
227,4
Đờng kính chia (mm)
d
3
86
d
4
242
Đờng kính lăn (mm)
d
3w
86,6
d
4w
243,4
Đờng kính đỉnh răng (mm)
d
3a
90,5
d

k
0
= 1 (đờng tâm các đĩa xích làm với phơng nằm ngang 1 góc < 40
0
)
k
a
= 1 (chọn a = 30p)
k
dc
= 1 (điều chỉnh bằng một trong các đĩa xích)
k
d
= 1,3 (tải trọng va đập )
k
c
= 1 (bộ truyền làm việc 1 ca)
k
bt
= 1 (môi trờng có bụi, chất lợng bôi trơn II, bảng 5.7 )
k = 1.1.1.1,3.1.1,3 = 1,69
P
t
= 7,62.1,69.1.1,37 = 17,64 (Kw)
Theo bảng (5.5) với n
01
= 200 v/ph, chọn bộ truyền xích 1 dãy có bớc xích
p = 31,75 mm thoả mãn điều kiện bền mòn :
P
t


= 101,8
Lờy số mắt xích chẵn : x = 102
- Theo (5.13) tính lại khoảng cách trục :
A = 0,25p
[ ] [ ]






+++
2
12
2
2121
/)(2)(5,0)(5,0

zzzzxzzx
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
19Đồ án Chi Tiết Máy Giáo viên hớng dẫn: Đoàn Yên Thế = 0,25.31,75.
[ ] [ ]

Q
++
0
.
[ ]
s

[ ]
s
:hệ số an toàn cho phép.
- Theo bảng (5.2) tảI trọng phá hỏng : Q = 88500 N, khối lợng 1 mét xích
q = 3,8 kg
- k
d
:hệ số tảI trọng động
- F
t
:lực vòng.
- F
v
:lực căng do lực li tâm gây ra.
- F
0
:lực căng do trọng lợng nhánh xích bị động sinh ra.
k
d
= 1,2 (tảI trọng mở máy bằng 1,4 tảI trọng danh nghĩa )

)/(93,1
60000

f
:hệ số phụ thuộc độ võng f của xích và vị trí bộ truyền
Với k
f
= 6 (bộ truyền nằm ngang)
F
v
= q.v
2
= 3,8.1,93
2
= 14,15
s =
82,17
15,147,2122,3948.2,1
88500
=
++
Theo bảng (5.10) với n = 200 v/ph ta có :
[ ]
s
= 8,5
Vậy s >
[ ]
s
bộ truyền xích đảm bảo đủ bền.
4) Tính đờng kính đĩa xích :
d
)(45,253
25

sin
75,31
sin
2
2
mm
z
p
=






=








=


d
)(3,267
25






+=

d
2a
= 31,75.












+
57
cot5,0

g
= 591,6 (mm)
r = 0,5025.d
1

1
+
=
F
vd
: lực va đập trên m dãy xích; theo (5.19) :
F
vd
= 13.10
7
.n
1.75,31.146.10.13
373
1

=mp
= 6,07 N
k
r
: hệ số kể đến ảnh hởng số răng đĩa xích,phụ thuộc z
voi z
1
= 25 k
r
= 0,42
E : mô đun đàn hồi; E = 2,1.10
5
Mpa
A : diện tích chiếu của bản lề
Theo bảng (5.12) với p = 31,75 A = 262 (mm

vd
= 2,66

92,450
1.262
10.1,2).66,23,1.7,3906(226,0
47,0
5
2
=
+
=
H

2H
<
[ ]
H

Vậy độ bền tiếp xúc đĩa 2 thoả mãn.
5) Xác định lực tác dụng lên trục :
Theo (5.20): F
r
= k
x
.F
t
= 1,15.3948,2 = 4540 N
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang

=
;
[ ]
c
t
c
b.l.d
T.2

=
Trong đó
[ ]
d

ứng suất dập cho phép tra bảng 9-5 tập1
[ ]
( )
Mpa100
d
=

[ ]
c

ứng suất cắt cho phép
Với trục làm bằng thép 45 và tải trọng rung động nhẹ thì
[ ]
( ) ( )
[ ]
( )

2.2 38 43 36 10 8 5 93036 45,34 13,6
2.3 42 73 63 12 8 5 93036 23,44 5,86
3.2 56 73 63 16 10 6 522980 74,12 18,53
3.3 48 73 63 14 9 5,5 522980 98,82 24,7

- Bánh răng trên trục 1 ta không dùng then mà chế tạo bánh răng liền trục do :
X < 2,5.m = 2.5.2 = 5 mm
X =
6,23,3
2
368,47
2
2
131
=

=

t
dd
f
mm
d
1f
= 47,8 mm : là đờng kính chân răng
d
13
= 36 mm : là đờng kính trục tại tiết diện 1.3
t
2

- Hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứng suất pháp tại tiết diện j .
s

j
=
mjajdj
1
.K



+

s

j
- Hệ số an toàn chỉ xét riêng về ứng suất tiếp tại tiết diện j.
s

j
=
mjajdj
1
.K



+

Trong đó :

j
là mô men cản uốn
W
32
.
3
j
j
d

=
; trục có tiết diện tròn
W
j
jj
j
d
tdtb
d
.2
)(.
32
.
2
11
3

=

: trục có 1 rãnh then

oj
d
tdtbd
.2
)(.
16
.
2
11
3

=

: trục có 1 rãnh then


,


- Hệ số kể đến ảnh hởng của trị số ứng suất trung bình đến độ bền mỏi,
tra bảng (10.7) đợc


= 0,05 ,

= 0
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
24


K
1K
K
+



.
K
x
- Hệ số tập trung ứng suất do trạng thái bề mặt, nó phụ thuộc vào
phơng pháp gia công và độ nhẵn bề mặt
tra bảng (10.8) : tiện Ra = 2,50,63 àm đợc K
x
= 1,06
K
y
Hệ số tăng bền bề mặt, với
b
= 600 Mpa tra bảng (10.9) đợc k
y
= 1,6
K

;K

: hệ số tập trung ứng suất thực tế khi uốn và khi xoắn
Theo bảng (10.12) khi dùng dao phay ngón và
b
= 600Mpa : K

do lắp căng tại các tiết diện này,trên cơ sở đó dung giá trị lớn
hơn trong hai giá trị của K

/ để tính K

d
và giá trị lớn hơn trong hai giá trị của
K

/

để tính

K

d

Bảng tính ứng suất pháp và ứng suất tiếp

Tiết
diện
d b h t
t
W Wo T M

1.0 35 - - - 4207 8414 54104 44640 10,61 3,22
1.2 32 10 8 5 2289 4938 54104 0 0 4,62
2.2 38 10 8 5 3911 8489 93036 101755 48,26 5,48
2.3 42 12 8 5 6292 13562 93036 188751 55,56 3,43
3.1 50 - - - 12265 24530 52298 372280 30,35 10,66

s

s
Rãnh
then
Lắp
căng
Rãnh
then
Lắp
căng
1.0 35 - 2,06 - 1,64 1,325 1,062 18,61 44,429 17,16
1.2 32 2 2,06 1,901 1,64 1,325 1,225 - 22,6 22,6
2.2 38 2,035 2,06 1,937 1,64 1,325 1,248 4,091 22,128 4,023
2.3 42 2,095 2,06 1,987 1,64 1,346 1,28 3,498 34,552 3,481
3.1 50 - 2,06 - 2,03 1,325 1,306 6,505 10,896 5,585
3.2 56 2,228 2,52 2,067 2,03 1,612 1,33 6,241 14,1 5,7
3.2 48 2,146 2,06 2,013 1,64 1,378 1,295 - 9,074 9,074.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đức Hùng
Trang
26§å ¸n Chi TiÕt M¸y Gi¸o viªn híng dÉn: §oµn Yªn ThÕ